МОДУЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЭЛЕМЕНТА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Модуль полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом:
- полупроводниковый элемент включает в себя множество поверхностей электродов, сформированных на части поверхности полупроводникового элемента на одной стороне,
- первая изолирующая подложка включает в себя множество первых поверхностей межсоединений, сформированных на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать каждой из поверхностей электродов полупроводникового элемента, и
- полупроводниковый элемент монтируется на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхности полупроводникового элемента на одной стороне с первой изолирующей подложкой при помощи связывания при комнатной температуре таким образом, что поверхности электродов полупроводникового элемента задаются так, чтобы располагаться напротив первых поверхностей межсоединений, и связывания поверхности полупроводникового элемента на другой стороне со второй изолирующей подложкой посредством связывания при комнатной температуре.
2. Модуль полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом:
- полупроводниковый элемент включает в себя множество поверхностей электродов, сформированных на части поверхностей полупроводникового элемента на обеих сторонах,
- первая изолирующая подложка включает в себя первую поверхность межсоединений, сформированную на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать поверхностям электродов полупроводникового элемента на одной стороне,
- вторая изолирующая подложка включает в себя вторую поверхность межсоединений, сформированную на поверхности второй изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать поверхностям электродов полупроводникового элемента на другой стороне, и
- полупроводниковый элемент монтируется на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхности полупроводникового элемента на одной стороне с первой изолирующей подложкой при помощи связывания при комнатной температуре таким образом, что поверхности электродов полупроводникового элемента на одной стороне задаются так, чтобы располагаться напротив первой поверхности межсоединений, и связывания поверхности полупроводникового элемента на другой стороне со второй изолирующей подложкой посредством связывания при комнатной температуре таким образом, что поверхности электродов полупроводникового элемента на другой стороне задаются так, чтобы располагаться напротив второй поверхности межсоединений.
3. Модуль полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом:
- полупроводниковый элемент включает в себя множество поверхностей электродов, сформированных по всей поверхности полупроводникового элемента на одной стороне,
- первая изолирующая подложка включает в себя множество первых поверхностей межсоединений, сформированных на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать каждой из поверхностей электродов полупроводникового элемента, и
- полупроводниковый элемент монтируется на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента с первыми поверхностями межсоединений при помощи связывания при комнатной температуре и связывания поверхности полупроводникового элемента на другой стороне со второй изолирующей подложкой при помощи связывания при комнатной температуре.
4. Модуль полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом:
- полупроводниковый элемент включает в себя множество поверхностей электродов, сформированных по всем поверхностям полупроводникового элемента на обеих сторонах,
- первая изолирующая подложка включает в себя первую поверхность межсоединений, сформированную на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать поверхностям электродов полупроводникового элемента на одной стороне,
- вторая изолирующая подложка включает в себя вторую поверхность межсоединений, сформированную на поверхности второй изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать поверхностям электродов полупроводникового элемента на другой стороне, и
- полупроводниковый элемент монтируется на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента на одной стороне с первой поверхностью межсоединений при помощи связывания при комнатной температуре и связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента на другой стороне со второй поверхностью межсоединений посредством связывания при комнатной температуре.
5. Модуль полупроводникового элемента по любому из пп.1-4, в котором:
- по меньшей мере, одна из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки включает в себя проводные межсоединения, которые соединяются с соответствующей одной из первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений и которые являются соединяемыми с внешней средой, и
- проводные межсоединения формируются так, чтобы проникать, по меньшей мере, через одну из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в направлении ее толщины.
6. Модуль полупроводникового элемента по любому из пп.1-4, в котором:
- по меньшей мере, одна из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки включает в себя проводные межсоединения, которые соединяются с соответствующей одной из первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений и которые являются соединяемыми с внешней средой, и
- проводные межсоединения являются любыми из следующего:
- проводные соединения, которые формируются таким образом, чтобы отходить от поверхности любой из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в боковом направлении, а также проникать через внешнюю периферийную часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой в боковом направлении; и
- проводные соединения, которые формируются в канавке, сформированной таким образом, чтобы отходить от поверхности любой из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в боковом направлении, а также проникать, по меньшей мере, через одну из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в боковом направлении.
7. Модуль полупроводникового элемента по любому из пп.1-4, в котором, по меньшей мере, одна из поверхностей электродов, первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений формируется так, чтобы иметь плоскую поверхность.
8. Модуль полупроводникового элемента по любому из пп.1-4, в котором, по меньшей мере, одна из поверхностей электродов, первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений изготовлена из металла.
9. Модуль полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется с помощью герметизирующего элемента, при этом:
- полупроводниковый элемент включает в себя металлические и плоские поверхности электродов, сформированные на всех или практически на всех поверхностях полупроводникового элемента на обеих сторонах,
- первая изолирующая подложка включает в себя металлическую и плоскую первую поверхность межсоединений, сформированную на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать поверхностям электродов полупроводникового элемента на одной стороне,
- герметизирующий элемент включает в себя металлические первые сквозные межсоединения, соединенные с первой поверхностью межсоединений и предусмотренные так, чтобы проникать через герметизирующий элемент,
- вторая изолирующая подложка включает в себя:
- металлическую и плоскую вторую поверхность межсоединений, сформированную на поверхности второй изолирующей подложки на одной стороне таким образом, чтобы соответствовать поверхностям электродов полупроводникового элемента на другой стороне,
- металлические вторые сквозные межсоединения, соединенные со второй поверхностью межсоединений и предусмотренные так, чтобы проникать через вторую изолирующую подложку, и
- металлические третьи сквозные межсоединения, соединенные с первыми сквозными межсоединениями и предусмотренные так, чтобы проникать через вторую изолирующую подложку, и
- полупроводниковый элемент монтируется на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания первой изолирующей подложки с помощью герметизирующего элемента при помощи связывания при комнатной температуре, чтобы тем самым связывать первую поверхность межсоединений с первыми сквозными межсоединениями, и связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента с первой поверхностью межсоединений и второй поверхностью межсоединений при помощи связывания при комнатной температуре.
10. Модуль полупроводникового элемента по любому из пп.3, 4 или 9, в котором:
- множество деформируемых и тонких столбчатых электродов предусмотрено на поверхностях из либо первой и второй поверхностей межсоединений, либо поверхностей электродов полупроводникового элемента, либо и тех, и других, и, по меньшей мере, одна из первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений связывается с поверхностями электродов полупроводникового элемента с множеством столбчатых электродов между ними при помощи связывания при комнатной температуре.
11. Модуль полупроводникового элемента по п.10, в котором буртики на краях частей связывания столбчатых электродов округлены, причем буртики находятся либо на сторонах ближе к первой и второй поверхностям межсоединений, либо на сторонах ближе к поверхностям электродов полупроводникового элемента, либо на обеих сторонах.
12. Модуль полупроводникового элемента по п.10, в котором средство охлаждения для охлаждения модуля полупроводникового элемента предусмотрено для внешней поверхности, по меньшей мере, одной из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки при помощи связывания при комнатной температуре, в случае если как первая изолирующая подложка, так и вторая изолирующая подложка либо или первая изолирующая подложка, или вторая изолирующая подложка не имеют межсоединений, проникающих через них в направлении толщины.
13. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом способ содержит этапы, на которых:
- формируют множество поверхностей электродов на части поверхности полупроводникового элемента на одной стороне,
- формируют множество первых поверхностей межсоединений на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что первые поверхности межсоединений соответствуют каждой из поверхностей электродов полупроводникового элемента, и
- монтируют полупроводниковый элемент на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхности полупроводникового элемента на одной стороне с первой изолирующей подложкой при помощи связывания при комнатной температуре таким образом, что поверхности электродов полупроводникового элемента задаются так, чтобы располагаться напротив первых поверхностей межсоединений, и связывания поверхности полупроводникового элемента на другой стороне со второй изолирующей подложкой посредством связывания при комнатной температуре.
14. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом способ содержит этапы, на которых:
- формируют множество поверхностей электродов на части поверхностей полупроводникового элемента на обеих сторонах;
- формируют первую поверхность межсоединений на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что первая поверхность межсоединений соответствует поверхностям электродов полупроводникового элемента на одной стороне;
- формируют вторую поверхность межсоединений на поверхности второй изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что вторая поверхность межсоединений соответствует поверхностям электродов полупроводникового элемента на другой стороне;
- и:
- полупроводниковый элемент монтируется на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхности полупроводникового элемента на одной стороне с первой изолирующей подложкой при помощи связывания при комнатной температуре таким образом, что поверхности электродов полупроводникового элемента на одной стороне задаются так, чтобы располагаться напротив первой поверхности межсоединений, и связывания поверхности полупроводникового элемента на другой стороне со второй изолирующей подложкой посредством связывания при комнатной температуре таким образом, что поверхности электродов полупроводникового элемента на другой стороне задаются так, чтобы располагаться напротив второй поверхности межсоединений.
15. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом способ содержит этапы, на которых:
- формируют множество поверхностей электродов по всей поверхности полупроводникового элемента на одной стороне;
- формируют множество первых поверхностей межсоединений на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что первые поверхности межсоединений соответствуют каждой из поверхностей электродов полупроводникового элемента на одной стороне; и
- монтируют полупроводниковый элемент на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента с первыми поверхностями межсоединений при помощи связывания при комнатной температуре и связывания поверхности полупроводникового элемента на другой стороне со второй изолирующей подложкой при помощи связывания при комнатной температуре.
16. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется, при этом способ содержит этапы, на которых:
- формируют множество поверхностей электродов по всем поверхностям полупроводникового элемента на обеих сторонах;
- формируют первую поверхность межсоединений на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что первая поверхность межсоединений соответствует поверхностям электродов полупроводникового элемента на одной стороне;
- формируют вторую поверхность межсоединений на поверхности второй изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что вторая поверхность межсоединений соответствует поверхностям электродов полупроводникового элемента на другой стороне; и
- монтируют полупроводниковый элемент на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента на одной стороне с первой поверхностью межсоединений при помощи связывания при комнатной температуре и связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента на другой стороне со второй поверхностью межсоединений посредством связывания при комнатной температуре.
17. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента по любому из пп.13-16, в котором проводные межсоединения формируются, по меньшей мере, в одной из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки таким образом, чтобы соединяться с соответствующей одной из первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений и проникать, по меньшей мере, через одну из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в направлении ее толщины так, что проводные межсоединения являются соединяемыми с внешней средой.
18. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента по любому из пп.13-16, в котором:
- проводные межсоединения, которые соединяются с любой из первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений и которые являются соединяемыми с внешней средой, формируются посредством этапов, на которых:
- формируют межсоединения таким образом, что межсоединения выдаются из поверхности любой из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в боковом направлении и проникают через внешнюю периферийную часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой в боковом направлении; или
- формируют канавку и межсоединения в канавке таким образом, что канавка и межсоединения выдаются из поверхности любой из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в боковом направлении и проникают, по меньшей мере, через одну из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки в боковом направлении.
19. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента по любому из пп.13-16, в котором, по меньшей мере, одна из поверхностей электродов, первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений формируется так, чтобы иметь плоскую поверхность.
20. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента по любому из пп.13-16, в котором, по меньшей мере, одна из поверхностей электродов, первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений изготовлена из металла.
21. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента, в котором, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент размещается между первой изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и второй изолирующей подложкой, имеющей высокую удельную теплопроводность, и внешняя периферийная часть между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой герметизируется с помощью герметизирующего элемента, при этом способ содержит этапы, на которых:
- формируют металлические и плоские поверхности электродов на всех или практически на всех поверхностях полупроводникового элемента на обеих сторонах;
- формируют металлическую и плоскую первую поверхность межсоединений на поверхности первой изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что первая поверхность межсоединений соответствует поверхностям электродов полупроводникового элемента на одной стороне;
- формируют металлические первые сквозные межсоединения, проникающие через герметизирующий элемент и соединенные с первой поверхностью межсоединений, формируется;
- формируют металлическую и плоскую вторую поверхность межсоединений на поверхности второй изолирующей подложки на одной стороне таким образом, что вторая поверхность межсоединений соответствует поверхностям электродов полупроводникового элемента на другой стороне;
- формируют металлические вторые сквозные межсоединения, проникающие через герметизирующий элемент и соединенные со второй поверхностью межсоединений;
- формируют металлические третьи сквозные межсоединения, проникающие через герметизирующий элемент и соединенные с первыми сквозными межсоединениями; и
- монтируют полупроводниковый элемент на первой изолирующей подложке и второй изолирующей подложке посредством связывания первой изолирующей подложки с помощью герметизирующего элемента при помощи связывания при комнатной температуре, чтобы тем самым связывать первую поверхность межсоединений с первыми сквозными межсоединениями, и связывания поверхностей электродов полупроводникового элемента с первой поверхностью межсоединений и второй поверхностью межсоединений при помощи связывания при комнатной температуре.
22. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента по любому из пп.15, 16 или 21, в котором:
- множество деформируемых и тонких столбчатых электродов формируется на поверхностях из либо первой и второй поверхностей межсоединений, либо поверхностей электродов полупроводникового элемента, либо и тех и других, и
- по меньшей мере, одна из первой поверхности межсоединений и второй поверхности межсоединений связывается с поверхностями электродов полупроводникового элемента с множеством столбчатых электродов между ними при помощи связывания при комнатной температуре.
23. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента по п.22, в котором буртики на краях частей связывания столбчатых электродов округлены, причем буртики находятся либо на сторонах ближе к первой и второй поверхностям межсоединений, либо на сторонах ближе к поверхностям электродов полупроводникового элемента, либо на обеих сторонах.
24. Способ для изготовления модуля полупроводникового элемента по п.22, в котором средство охлаждения для охлаждения модуля полупроводникового элемента связывается с внешней поверхностью, по меньшей мере, одной из первой изолирующей подложки и второй изолирующей подложки при помощи связывания при комнатной температуре, в случае если как первая изолирующая подложка, так и вторая изолирующая подложка либо или первая изолирующая подложка, или вторая изолирующая подложка не имеют межсоединений, проникающих через них в направлении толщины.