本發(fā)明涉及功率產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及一種半導(dǎo)體功率實(shí)體以及一種用于通過混合鍵合來生產(chǎn)這種實(shí)體的方法。具體地，公開了一種混合鍵合方法以及一種相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、為了提高下一代功率封裝中的功率密度和效率，短的、具有電流能力的低寄生互連路徑、非常好的熱管理和電氣隔離是必不可少的。當(dāng)前目標(biāo)是電流能力為數(shù)十安培至數(shù)百安培的導(dǎo)線走線以及內(nèi)部雜散電感低于10nh的電源模塊。

2、在當(dāng)今的芯片嵌入技術(shù)中，僅提供有限的互連功能。為了在2個(gè)不同芯層上的兩個(gè)垂直設(shè)置的功率半導(dǎo)體之間建立連接，只能在這兩個(gè)元件的投影物理輪廓之外(即管芯區(qū)域之外)產(chǎn)生微通孔互連。為了考慮通孔工藝公差，通孔必須放置在距嵌入式元件邊緣約400μm至500μm的最小距離內(nèi)。這會(huì)導(dǎo)致布線距離較長并導(dǎo)致?lián)Q向環(huán)路電感較高。這種設(shè)置的另一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)是兩個(gè)管芯之間通常導(dǎo)熱性較低的層壓層造成的熱解耦。根據(jù)組件任一側(cè)的冷卻情況，管芯可以達(dá)到不同的工作溫度，并產(chǎn)生分散的開關(guān)行為。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種用于半導(dǎo)體功率產(chǎn)品和制造這種功率產(chǎn)品而沒有上述缺點(diǎn)的方案。

2、具體地，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體功率實(shí)體的方案，該半導(dǎo)體功率實(shí)體具有改進(jìn)的熱特性并提供低寄生互連路徑。

3、上述和其它目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。其它實(shí)現(xiàn)方式在從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中是顯而易見的。

4、本發(fā)明提出的方案通過垂直系統(tǒng)集成(第3維)、面板級(jí)封裝和低溫金屬連接(例如，擴(kuò)散焊接或燒結(jié))的組合，以可行的成本實(shí)現(xiàn)了這些目的。通過這些技術(shù)的組合，可以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：

5、垂直系統(tǒng)集成(3d集成)大幅縮短了互連長度，并顯著提高了功率密度。根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)可以通過工業(yè)化規(guī)模用于芯片嵌入或其它面板級(jí)封裝技術(shù)以及功率設(shè)備封裝。

6、根據(jù)本發(fā)明的混合鍵合是一種能夠在一個(gè)鍵合工藝中同時(shí)鍵合金屬觸點(diǎn)和介電區(qū)域的工藝?；旌湘I合可以用于晶圓級(jí)3d集成。通常，使用直接表面活化鍵合(surfaceactivated?bonding，sab)工藝，該工藝需要專門的高真空設(shè)備并嚴(yán)格控制表面質(zhì)量，例如，粗糙度在約1nm的范圍內(nèi)。這使得當(dāng)前形式的混合鍵合不適合功率電子封裝。本發(fā)明提出了一種使該技術(shù)可用于功率電子設(shè)備封裝的面板級(jí)混合鍵合工藝的機(jī)制。

7、根據(jù)本發(fā)明的芯片嵌入采用直接與半導(dǎo)體管芯連接的印刷電路板(printedcircuit?board，pcb)材料。除了優(yōu)異的電氣性能和熱性能外，芯片嵌入還具有面板級(jí)大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢。目前，仍是新技術(shù)的ce尚未用于3d堆疊?？梢允褂眯酒度?，但是由于直接垂直連接等限制，目前還沒有使用芯片嵌入(只有一個(gè)芯層，即層壓層)。

8、根據(jù)本發(fā)明，可以在預(yù)先制造的pcb層之間實(shí)現(xiàn)垂直連接，從而形成將大連接金屬區(qū)域嵌入到隔離材料中的連接層，從而為功率電子器件實(shí)現(xiàn)足夠的載流能力和導(dǎo)熱性。

9、本發(fā)明基于以下概念，即可以在兩個(gè)或更多個(gè)層壓芯層(也稱為層壓層或芯層)之間進(jìn)行直接垂直連接，垂直連接具有以下特征：垂直連接可以在嵌入式元件的投影物理輪廓內(nèi)進(jìn)行；垂直連接不限于某種形狀(例如，圓形)或尺寸(例如，直徑為100μm)；垂直連接不需要外層電鍍工藝來形成電氣連接；垂直連接適用于功率電子器件(具有低電感和高電流能力)；垂直連接是可靠的并且在鍵合溫度下不會(huì)重熔；垂直連接可以通過擴(kuò)散焊接或燒結(jié)形成。

10、形成這些垂直連接的方法或過程具有以下特征：使用標(biāo)準(zhǔn)pcb層壓工藝(鍵合溫度、壓力、格式)；使用混合鍵合將金屬與金屬以及電介質(zhì)與電介質(zhì)一步鍵合；幾個(gè)預(yù)制層可以在一個(gè)層壓步驟中或在幾個(gè)連續(xù)層壓步驟中相互連接；鍵合材料可以在鍵合之前附著或施加到層壓層的表面或放置在層壓層之間。

11、在擴(kuò)散焊接的情況下，垂直金屬到金屬連接可以基于在選定的雙金屬或多金屬系統(tǒng)中金屬間相的形成。該結(jié)構(gòu)可以具有至少三層，其中包含至少一個(gè)具有低熔點(diǎn)的金屬或金屬合金層，該層位于兩個(gè)具有高熔點(diǎn)的單獨(dú)的金屬層之間。

12、可以使用的典型的低熔點(diǎn)金屬是例如錫(sn)和銦(in)，高熔點(diǎn)金屬或頂金屬層是例如銅(cu)、金(au)和銀(ag)。在擴(kuò)散焊接中，這兩個(gè)高熔點(diǎn)金屬層可以通過至少一個(gè)低溫熔融金屬層鍵合在一起。在鍵合過程中，層可以相互擠壓，溫度可以升高到選定的金屬系統(tǒng)的共晶點(diǎn)以上。由于溫度高于選定的金屬系統(tǒng)的共晶點(diǎn)，因此會(huì)出現(xiàn)液相，金屬會(huì)開始相互擴(kuò)散并產(chǎn)生金屬間化合物(intermetallic?compound。imc)。由于形成的金屬間化合物具有較高的熔點(diǎn)，因此這些金屬間化合物會(huì)逐漸固化。如果鍵合時(shí)間足夠長，則所有低熔點(diǎn)金屬都會(huì)與高熔點(diǎn)金屬反應(yīng)，以形成金屬間化合物，接頭完全固化。所形成的金屬間化合物的熔點(diǎn)明顯高于低熔點(diǎn)金屬，接頭在鍵合溫度下不再熔化。

13、擴(kuò)散焊接過程可分為潤濕、合金化、液體擴(kuò)散、逐漸固化和固體擴(kuò)散五個(gè)階段。可以通過電鍍、印刷、點(diǎn)膠或其它合適的方法將合適的金屬、金屬合金或糊劑施加到一個(gè)或兩個(gè)層壓層上或者層壓層之間(具有金屬)。例如，擴(kuò)散焊接或燒結(jié)可以用于形成金屬互連。

14、所公開的半導(dǎo)體功率實(shí)體可以通過以下主要特征來描述，即：兩個(gè)或兩個(gè)以上層壓層，這些層壓層i)與隔離聚合物層層壓在一起；ii)至少在頂側(cè)和底側(cè)具有cu金屬布線；iii)與嵌入在隔離聚合物層中的不可重熔金屬接頭電氣連接在一起。

15、其它特性如下：所有層壓層都是面板級(jí)的pcb芯層(直到正常的pcb生產(chǎn)尺寸)；在至少一個(gè)層壓層內(nèi)部嵌入功率元件；第一層壓層中的第一功率管芯和第二層壓層中的第二功率管芯可以面向不同的方向，但不限于此，在一些其它應(yīng)用中，第一功率管芯和第二功率管芯也可以面向相同的方向。在一個(gè)示例中，第一層壓層中的第一功率管芯和第二層壓層中的第二功率管芯可以設(shè)置成半橋配置。可以理解的是，這兩個(gè)功率管芯的許多其它配置也是可以實(shí)現(xiàn)的。

16、為了詳細(xì)描述本發(fā)明，將使用下列術(shù)語、縮寫和符號(hào)：

17、pcb??????????????????????????印刷電路板

18、sab??????????????????????????表面活化鍵合

19、hdi??????????????????????????高密度互連

20、slid?????????????????????????固液互擴(kuò)散

21、tlp??????????????????????????瞬態(tài)液相

22、tlpb?????????????????????????瞬態(tài)液相鍵合

23、imc??????????????????????????金屬間化合物

24、本發(fā)明涉及根據(jù)第一方面的一種半導(dǎo)體功率實(shí)體、根據(jù)第二方面的一種用于生產(chǎn)這種半導(dǎo)體功率實(shí)體的方法、根據(jù)第三方面的一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及根據(jù)第四方面的一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，如下文所述。

25、根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體功率實(shí)體，包括：第一層壓層，所述第一層壓層具有第一層壓上主面和與所述第一層壓上主面相對(duì)的第一層壓下主面；第二層壓層，所述第二層壓層具有第二層壓上主面和與所述第二層壓上主面相對(duì)的第二層壓下主面；隔離層，所述隔離層設(shè)置在所述第一層壓層與所述第二層壓層之間；第一金屬層，所述第一金屬層設(shè)置在所述第一層壓層的所述第一層壓上主面處；第二金屬層，所述第二金屬層設(shè)置在所述第一層壓層的所述第一層壓下主面處；第三金屬層，所述第三金屬層設(shè)置在所述第二層壓層的所述第二層壓上主面處；第四金屬層，所述第四金屬層設(shè)置在所述第二層壓層的所述第二層壓下主面處；連接金屬層，所述連接金屬層嵌入在所述第一層壓層與所述第二層壓層之間的所述隔離層中，所述連接金屬層與所述第二金屬層和所述第三金屬層形成電氣連接。

26、這樣的半導(dǎo)體功率實(shí)體提供了在兩個(gè)或兩個(gè)以上層壓芯層之間具有直接垂直連接的優(yōu)點(diǎn)。如果層壓層具有這樣的嵌入式元件，則這些垂直連接可以在嵌入式元件的投影物理輪廓內(nèi)進(jìn)行；這些垂直連接不限于特定的形狀或尺寸，即，這些垂直連接可以在形狀和尺寸上靈活地設(shè)計(jì)；這些垂直連接不需要外層電鍍工藝來形成電氣連接；這些垂直連接適用于功率電子器件，因?yàn)檫@些垂直連接具有低電感和高電流能力；這些垂直連接是可靠的并且在鍵合溫度下不會(huì)重熔。這些垂直連接可以通過例如固液互擴(kuò)散(solid-liquidinterdiffusion，slid)、瞬態(tài)液相(transient?liquid?phase，tlp)鍵合或燒結(jié)來形成。

27、因此，半導(dǎo)體功率實(shí)體提供了更高的功率密度和效率、短的、具有電流能力的低寄生互連路徑、非常好的熱管理和改進(jìn)的電氣隔離?？梢詫?shí)現(xiàn)電流能力為數(shù)十安培至數(shù)百安培甚至更高安培的導(dǎo)體走線以及內(nèi)部雜散電感低于約10nh甚至更低的電源模塊。

28、第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層和第四金屬層可以是用于重新分布或布線電流路徑的重新分布或布線金屬層?？梢岳斫獾氖?，半導(dǎo)體功率實(shí)體并不限于這四個(gè)金屬層和兩個(gè)層壓層，如圖中示例性所示。半導(dǎo)體功率實(shí)體也可以有更多層。被層壓的層也可以是多層板的層，例如，四層或六層，而不是此處在圖中示出的兩層板，圖中僅為這種多層板的示例。

29、半導(dǎo)體功率實(shí)體也可以稱為半導(dǎo)體功率產(chǎn)品。這種產(chǎn)品也可以是模塊或更大尺寸的產(chǎn)品(pcb)，例如，功率元件可以嵌入pcb內(nèi)部，其余元件可以放在頂部。根據(jù)無源元件，例如，根據(jù)無源元件的類型，部分或全部無源元件也可以嵌入pcb中。

30、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，連接金屬層形成非重熔的電氣和機(jī)械連接。

31、這種“非重熔”連接與在傳統(tǒng)tc/ncp工藝(用焊料和預(yù)施加的非導(dǎo)電聚合物熱壓鍵合)期間形成的普通焊接連接不同。非重熔連接的優(yōu)點(diǎn)在于，非重熔連接是一種在比形成該連接的工藝溫度高得多的溫度下不會(huì)重熔或分解的連接。

32、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，連接金屬層形成擴(kuò)散焊接連接或燒結(jié)連接中的一種連接。

33、擴(kuò)散焊接或擴(kuò)散鍵合是一種金屬連接技術(shù)，可以有利地應(yīng)用于電子封裝。其工作原理是兩種不同的金屬相互擴(kuò)散，其中，通過金屬相反應(yīng)和金屬間化合物的形成，液相完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。這種技術(shù)的類似術(shù)語有瞬態(tài)液相鍵合、固液互擴(kuò)散、等溫固化。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，所得固相具有比形成過程的溫度更高的熔點(diǎn)。

34、燒結(jié)是通過熱或壓力壓實(shí)并形成固體材料塊而不將其熔化至液化點(diǎn)的過程。燒結(jié)是金屬、陶瓷、塑料和其它材料的制造過程的一部分。材料中的原子擴(kuò)散穿過粒子的邊界，將粒子熔合在一起并形成一個(gè)固體塊。燒結(jié)的優(yōu)點(diǎn)如下：由于燒結(jié)溫度不必達(dá)到材料的熔點(diǎn)，所以對(duì)于熔點(diǎn)極高的材料，往往選擇燒結(jié)作為成型工藝。

35、例如，連接金屬可以形成復(fù)合金屬層。這種復(fù)合金屬層可以包括兩種以上金屬的化合物，例如，金屬間層，或者由一種單一金屬組成的金屬層的連接，或者金屬和聚合物或聚合物混合物的連接。

36、對(duì)于這種金屬間層，金屬間層的熔點(diǎn)高于形成該金屬間層時(shí)的層壓/工藝溫度。

37、例如，連接金屬層可以由大于80％的金屬和小于20％的孔或聚合物組成。

38、連接金屬層被設(shè)計(jì)用于高電流負(fù)載。

39、在一個(gè)實(shí)施例中，金屬間層可以具有在每個(gè)維度上通常>1mm但不小于0.1mm的最小橫向尺寸。

40、金屬間層可以具有良好的導(dǎo)體，其橫截面大、長度短，因此適合于高電流負(fù)載。

41、在一個(gè)實(shí)施例中，連接金屬層的典型厚度為5μm至50μm，但不超過0.2mm(在單層結(jié)構(gòu)的情況下)。

42、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，第一層壓層嵌入第一功率半導(dǎo)體；和/或第二層壓層嵌入第二功率半導(dǎo)體。

43、這種半導(dǎo)體功率實(shí)體的優(yōu)點(diǎn)在于更高的功率密度和效率、短的、具有電流能力的低寄生互連路徑、非常好的熱管理和改進(jìn)的電氣隔離?？梢詫?shí)現(xiàn)電流能力為例如數(shù)十安培至數(shù)百安培的導(dǎo)體走線以及內(nèi)部雜散電感例如低于約10nh的電源模塊。

44、當(dāng)定義第一功率半導(dǎo)體和第二功率半導(dǎo)體時(shí)，這并不排除一個(gè)以上第一功率半導(dǎo)體可以嵌入到第一層壓層中，而一個(gè)以上第二功率半導(dǎo)體可以嵌入到第二層壓層中。

45、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，所述連接金屬層垂直連接所述第二金屬層與所述第三金屬層，為所述第一功率半導(dǎo)體和所述第二功率半導(dǎo)體提供垂直電氣連接。

46、這樣做的好處是可以實(shí)現(xiàn)最短路徑電氣連接，從而減少功率實(shí)體的雜散電感和兩個(gè)金屬層之間的阻抗。

47、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，所述連接金屬層在所述第一功率半導(dǎo)體與所述第二功率半導(dǎo)體之間形成直接電氣連接路徑，而無需經(jīng)由橫向設(shè)置到所述兩個(gè)功率半導(dǎo)體的通孔繞行。

48、如上所述，這種直接電氣連接路徑提供了兩個(gè)金屬層之間的最短路徑大面積電氣連接的優(yōu)點(diǎn)，從而降低了阻抗和雜散電感。

49、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二金屬層和/或所述第三金屬層包括銅、金、銀、鈀或鎳中的至少一種或其組合；在擴(kuò)散焊接連接的情況下，所述連接金屬層包括任何合適的低溫熔融金屬，例如，錫和銦以及所述第二金屬層或所述第三金屬層的所述金屬中的任一種或其合金；在燒結(jié)連接的情況下，所述連接金屬層包括銀或銅或具有可選聚合物填充物的其它合適的燒結(jié)金屬的多孔層。

50、這樣做的好處是可以施加許多具有不同特性的金屬和金屬合金或其組合。

51、注意，這種連接金屬層還包括以下組合：(錫或銦或(錫和銦))以及第二金屬層或第三金屬層的金屬中的任一種或其合金。

52、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，第一功率半導(dǎo)體和第二功率半導(dǎo)體用于形成半橋配置?？梢岳斫獾氖?，這兩個(gè)功率半導(dǎo)體的許多其它配置也是可以實(shí)現(xiàn)的。

53、這樣做的好處是半導(dǎo)體功率實(shí)體可以高效地用于汽車功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和半導(dǎo)體功率實(shí)體的其它應(yīng)用中。半橋配置是功率電子器件轉(zhuǎn)換電路中反復(fù)出現(xiàn)的關(guān)鍵拓?fù)湓?/p>

54、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一功率半導(dǎo)體是垂直設(shè)備，所述垂直設(shè)備包括與所述第一層壓上主面相對(duì)的至少一個(gè)第一端子和與所述第一層壓下主面相對(duì)的第二端子；所述第二功率半導(dǎo)體是垂直設(shè)備，所述垂直設(shè)備包括與所述第二層壓上主面相對(duì)的至少一個(gè)第一端子和與所述第二層壓下主面相對(duì)的第二端子。

55、這樣做的好處是半導(dǎo)體功率實(shí)體可以提供高電流密度、高功率耗散和高反向擊穿電壓。

56、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的替代示例性實(shí)現(xiàn)方式中，第一功率半導(dǎo)體可以是橫向設(shè)備，第二功率半導(dǎo)體也可以是橫向設(shè)備。

57、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，如下文參考圖2a所述，所述半導(dǎo)體功率實(shí)體包括：至少一個(gè)第一通孔和至少一個(gè)第二通孔，所述至少一個(gè)第一通孔和所述至少一個(gè)第二通孔延伸穿過所述第一層壓層，其中，所述至少一個(gè)第一通孔在所述第一功率半導(dǎo)體的所述至少一個(gè)第一端子與所述第一金屬層之間形成電氣連接，所述至少一個(gè)第二通孔在所述第一功率半導(dǎo)體的所述第二端子與所述第二金屬層之間形成電氣連接；至少一個(gè)第三通孔和至少一個(gè)第四通孔，所述至少一個(gè)第三通孔和所述至少一個(gè)第四通孔延伸穿過所述第二層壓層，其中，所述至少一個(gè)第三通孔在所述第二功率半導(dǎo)體的所述至少一個(gè)第一端子與所述第三金屬層之間形成電氣連接，所述至少一個(gè)第四通孔在所述第二功率半導(dǎo)體的所述第二端子與所述第四金屬層之間形成電氣連接。

58、這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，功率半導(dǎo)體的兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)部端子之間的最短路徑可以用于電氣連接。由于面積大，這使得這種埋入式連接的寄生阻抗低、電流能力強(qiáng)。埋入式連接甚至可以做成比管芯本身更大的尺寸。如果沒有所公開的技術(shù)，這種連接只能通過在投影管芯區(qū)域之外的周邊處設(shè)置通孔來實(shí)現(xiàn)。

59、通過這樣的設(shè)計(jì)，這兩個(gè)功率半導(dǎo)體都可以完全嵌入到相應(yīng)的層壓層中，從而產(chǎn)生優(yōu)異的電氣性能。

60、在替代實(shí)施例中，如下文參考圖2c至圖2e所示，這些通孔可以由大面積連接代替，使得管芯正面或管芯背面可以與金屬層直接連接，而沒有任何距離。注意，大面積連接通常是在每層芯片的一個(gè)面上進(jìn)行的。通過開發(fā)和工藝改進(jìn)，大面積連接可以在兩側(cè)進(jìn)行，但在這種情況下，最有可能的是一個(gè)大面積連接/通孔，而不是多個(gè)小通孔。

61、這些大面積連接的優(yōu)點(diǎn)在于，其配置可以a)通過縮短電氣路徑來進(jìn)一步優(yōu)化寄生阻抗，或者b)通過直接提取熱量而無需在實(shí)體的外表面設(shè)置微通孔來進(jìn)一步優(yōu)化熱路徑。

62、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，如下文參考圖4a至圖4d和圖5所述，所述第一功率半導(dǎo)體具有第一半導(dǎo)體上主面和與所述第一半導(dǎo)體上主面相對(duì)的第一半導(dǎo)體下主面；所述第一半導(dǎo)體上主面與所述第一層壓上主面共面設(shè)置，以在所述第一功率半導(dǎo)體的所述至少一個(gè)第一端子與所述第一層壓上主面處的所述第一金屬層之間形成電氣連接；所述第一功率半導(dǎo)體的所述第二端子通過延伸穿過所述第一層壓層的一個(gè)或多個(gè)微通孔與所述第一層壓下主面處的所述第二金屬層形成電氣連接?；蛘?，所述第一半導(dǎo)體下主面與所述第一層壓下主面共面設(shè)置，以在所述第一功率半導(dǎo)體的所述第二端子與所述第一層壓下主面處的所述第二金屬層之間形成電氣連接；所述第一功率半導(dǎo)體的所述至少一個(gè)第一端子通過延伸穿過所述第一層壓層的一個(gè)或多個(gè)微通孔與所述第一層壓上主面處的所述第一金屬層形成電氣連接。

63、這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，芯片一側(cè)與相應(yīng)金屬層的大面積芯片連接，從而改善了散熱和電氣性能。

64、在半導(dǎo)體功率實(shí)體的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二功率半導(dǎo)體具有第二半導(dǎo)體上主面和與所述第二半導(dǎo)體上主面相對(duì)的第二半導(dǎo)體下主面；所述第二半導(dǎo)體上主面與所述第二層壓上主面共面設(shè)置，以在所述第二功率半導(dǎo)體的所述至少一個(gè)第一端子與所述第二層壓上主面處的所述第三金屬層之間形成電氣連接；所述第二功率半導(dǎo)體的所述第二端子通過延伸穿過所述第二層壓層的一個(gè)或多個(gè)微通孔與所述第二層壓下主面處的所述第四金屬層形成電氣連接?；蛘撸龅诙雽?dǎo)體下主面與所述第二層壓下主面共面設(shè)置，以在所述第二功率半導(dǎo)體的所述第二端子與所述第二層壓下主面處的所述第四金屬層之間形成電氣連接；所述第二功率半導(dǎo)體的所述至少一個(gè)第一端子通過延伸穿過所述第二層壓層的一個(gè)或多個(gè)微通孔與所述第二層壓上主面處的所述第三金屬層形成電氣連接。

65、這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)也在于，芯片一側(cè)與相應(yīng)金屬層的大面積芯片連接，如上所述。這種大面積的芯片連接可以改善散熱和電氣性能。

66、根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)半導(dǎo)體功率實(shí)體的方法，如下文參考圖4a至圖4d和圖5所述，所述方法包括：提供嵌入第一功率半導(dǎo)體的第一層壓層，所述第一層壓層具有第一層壓上主面和與所述第一層壓上主面相對(duì)的第一層壓下主面；其中，第一金屬層設(shè)置在所述第一層壓層的所述第一層壓上主面處，第二金屬層設(shè)置在所述第一層壓層的所述第一層壓下主面處；提供嵌入第二功率半導(dǎo)體的第二層壓層，所述第二層壓層具有第二層壓上主面和與所述第二層壓上主面相對(duì)的第二層壓下主面；其中，第三金屬層設(shè)置在所述第二層壓層的所述第二層壓上主面處，第四金屬層設(shè)置在所述第二層壓層的所述第二層壓下主面處；在所述第一層壓層的所述第二金屬層和/或所述第二層壓層的所述第三金屬層處施加鍵合金屬，其中，將所述鍵合金屬放置在所述第一功率半導(dǎo)體與所述第二功率半導(dǎo)體之間和/或在所述第一層壓層和所述第二層壓層中的相應(yīng)電接觸對(duì)之間，在所述第一層壓層的所述第二金屬層與所述第二層壓層的所述第三金屬層之間設(shè)置隔離層；將所述第一層壓層、所述第二層壓層和所述隔離層鋪疊并層壓到半導(dǎo)體功率實(shí)體，其中，所述層壓將所述鍵合金屬轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接金屬層，所述連接金屬層與所述第二金屬層和所述第三金屬層形成電氣連接。

67、這種方法或過程提供了形成上述垂直連接的優(yōu)點(diǎn)。該方法或過程提供以下有利特征：相對(duì)于鍵合溫度、壓力、格式使用標(biāo)準(zhǔn)pcb層壓工藝；使用混合鍵合將金屬與金屬以及電介質(zhì)與電介質(zhì)一步鍵合；幾個(gè)預(yù)制層可以在一個(gè)層壓步驟中或在幾個(gè)連續(xù)層壓步驟中相互連接；鍵合材料可以在鍵合之前附著或施加到層壓層的表面或放置在層壓層之間。

68、在該方法的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，所述連接金屬層與所述第一層壓層、所述第二層壓層和所述隔離層的所述層壓同時(shí)形成。

69、這樣做的好處是由于同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)生產(chǎn)步驟而可以簡化制造方法。

70、在所述方法的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，如下文參考圖4a所述，所述方法包括：在所述鋪疊和層壓之前，在所述第一層壓層的所述第二金屬層處施加所述鍵合金屬；在所述鋪疊和層壓之前，在所述第二層壓層的所述第三金屬層處施加所述隔離層，其中，所述隔離層被構(gòu)造為形成用于嵌入所述鍵合金屬的開口。

71、這樣做的好處是不同生產(chǎn)步驟的順序具有靈活性。例如，將鍵合金屬或隔離層施加到哪一個(gè)層壓層并不重要。只需互補(bǔ)即可。

72、在所述方法的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，施加所述鍵合金屬包括金屬的電鍍、糊劑的印刷或點(diǎn)膠、預(yù)成型件的放置；其中，施加所述隔離層包括介電材料的印刷、涂覆、層壓或點(diǎn)膠。

73、這樣做的好處是為施加鍵合金屬和施加隔離層提供替代方案。

74、在所述方法的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，如下文參考圖4d所述，所述方法包括：在所述鋪疊和層壓之前，在所述第二層壓層的所述第三金屬層處施加所述隔離層，其中，所述隔離層被構(gòu)造為形成用于嵌入所述鍵合金屬的開口；將所述鍵合金屬放置在所述第三金屬層上的所述隔離層的所述開口中。

75、這樣做的好處是不同生產(chǎn)步驟的順序具有靈活性。

76、在該方法的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，如下文參考圖4b所述，所述方法包括：在所述鋪疊和層壓過程中，將所述隔離層放置在所述第一層壓層的所述第二金屬層與所述第二層壓層的所述第三金屬層之間，其中，所述隔離層是非結(jié)構(gòu)化的。

77、這樣做的好處是不同生產(chǎn)步驟的順序具有靈活性。

78、在該方法的示例性實(shí)現(xiàn)方式中，如下文參考圖4c所述，所述方法包括：在所述鋪疊和層壓過程中，將所述隔離層放置在所述第一層壓層的所述第二金屬層與所述第二層壓層的所述第三金屬層之間，其中，所述隔離層被構(gòu)造為形成用于嵌入所述鍵合金屬的開口。

79、這樣做的好處是為放置隔離層提供替代方案。

80、上述方法的以下工藝步驟是可選的：在半導(dǎo)體功率實(shí)體中鉆出從第一金屬層延伸到第四金屬層的孔，其中，這些孔被橫向地鉆入第一功率半導(dǎo)體和第二功率半導(dǎo)體；對(duì)這些孔進(jìn)行金屬電鍍，以形成將第一金屬層以及可選地第二金屬層、第三金屬層與第四金屬層電氣連接的金屬電鍍通孔；構(gòu)造第一金屬層和第四金屬層。

81、根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時(shí)，使至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)上述第二方面的方法。

82、該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以在控制器或處理器上運(yùn)行，用于實(shí)現(xiàn)上述方法，以生產(chǎn)根據(jù)上述第一方面的半導(dǎo)體功率實(shí)體。

83、根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)指令，所述指令在被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)上述第二方面的方法。此種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是非瞬時(shí)性可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的所述指令可以由控制器或處理器執(zhí)行。