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半導(dǎo)體組件的制作方法

文檔序號:11080825閱讀:450來源:國知局
半導(dǎo)體組件的制造方法與工藝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型通常涉及電子設(shè)備并且更具體地涉及電子設(shè)備的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及形成半導(dǎo)體器件的方法。



背景技術(shù):

過去,半導(dǎo)體制造商已經(jīng)使用硅半導(dǎo)體材料和III-N族半導(dǎo)體材料的組合制造共源共柵器件,諸如與增強(qiáng)模式硅器件共源共柵的常開型III-N族耗盡模式HEMT。使用該材料組合有助于使用常開型的III-N族耗盡模式器件實(shí)現(xiàn)常關(guān)狀態(tài)。已經(jīng)在Rakesh K.Lal等人申請的并且在2013年4月11日公開的美國專利申請公開No.2013/0088280 A1中描述了共源共柵半導(dǎo)體器件。

在由不同半導(dǎo)體襯底材料制造共源共柵器件之后,半導(dǎo)體組件制造商典型地通過將硅器件和耗盡模式器件封裝在分開的封裝中以及通過引線框架引線將分開的封裝中的器件連接在一起以形成共源共柵器件來保護(hù)硅器件和耗盡模式器件。該方法的缺點(diǎn)是增加封裝的數(shù)量增大共源共柵半導(dǎo)體組件的成本并且由于增大的寄生效應(yīng)(諸如寄生電容和寄生電感)使共源共柵器件的性能退化。

相應(yīng)地,具有共源共柵半導(dǎo)體器件和用于制造共源共柵半導(dǎo)體器件的方法將是有利的。有成本效率地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和方法將具有進(jìn)一步的優(yōu)勢。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的一個目的是解決與現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或更多個問題相關(guān)的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面,提供一種半導(dǎo)體組件,具有至少第一端子和第二端子。半導(dǎo)體組件可以包括:支撐件,具有第一器件容納部分和第二器件容納部分、器件互連部分、第一引線和第二引線,其中第一引線和第二引線與器件互連部分一體形成并從器件互連部分延伸;第三引線,鄰近第一器件容納部分和第二器件容納部分并與第一器件容納部分和第二器件容納部分電氣地隔離;以及第一半導(dǎo)體器件,具有第一表面和第二表面,其中第一接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,第二接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,并且第三接合焊盤從第一表面的第三部分延伸,第一接合焊盤耦合至第一器件容納部分,第二接合焊盤耦合至第二器件容納部分,并且第三接合焊盤耦合至器件互連部分,其中第一半導(dǎo)體器件由III-N族半導(dǎo)體材料配置。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,其中第一半導(dǎo)體器件可以是具有控制電極以及第一載流電極和第二載流電極的第一場效應(yīng)晶體管,第三接合焊盤充當(dāng)場效應(yīng)晶體管的控制電極,第二接合焊盤充當(dāng)?shù)谝惠d流電極,并且第一接合焊盤充當(dāng)?shù)诙d流電極,并且其中半導(dǎo)體器件以倒裝芯片配置安裝。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,半導(dǎo)體組件還可以包括:模塑化合物,在第一器件容納部分與第二器件容納部分之間;第一導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第一導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第二器件容納部分,并且第一導(dǎo)電互連的第二端子耦合至第一半導(dǎo)體器件的第二表面;以及第二半導(dǎo)體器件,安裝至第一導(dǎo)電互連,第二半導(dǎo)體器件具有第一表面和第二表面,其中第一接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,第二接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,并且接觸件在第二表面處,接觸件耦合至第一導(dǎo)電互連。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,半導(dǎo)體組件還可以包括接合至第一半導(dǎo)體器件的電氣絕緣材料。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,半導(dǎo)體組件還可以包括第一導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第一導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第二器件容納部分,并且第一導(dǎo)電互連的第二端子耦合至電氣絕緣材料。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,半導(dǎo)體組件還可以包括:第二半導(dǎo)體器件,安裝至第一導(dǎo)電互連,第二半導(dǎo)體器件具有第一表面和第二表面,其中第一接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,第二接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,并且接觸件在第二表面處,接觸件耦合至第一導(dǎo)電互連;以及第二導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第二導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第二半導(dǎo)體器件的第二接合焊盤,并且第二導(dǎo)電互連的第二端子耦合至器件互連部分。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個方面,提供一種半導(dǎo)體組件,具有至少第一端子和第二端子。半導(dǎo)體組件可以包括:支撐件,具有第一器件容納部分和第二器件容納部分,其中第一引線從支撐件延伸并且與第二器件容納部分一體形成;第二引線,鄰近第一器件容納部分和第二器件容納部分,并且與第一器件容納部分和第二器件容納部分電氣地隔離;以及第一半導(dǎo)體器件,具有第一表面和第二表面,其中第一接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,第二接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,并且第三接合焊盤從第一表面的第三部分延伸,第一接合焊盤耦合至第一器件容納部分,第二接合焊盤耦合至第二器件容納部分,以及第三接合焊盤耦合至第二引線,其中第一半導(dǎo)體器件由III-N族半導(dǎo)體材料配置。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,半導(dǎo)體組件還可以包括:電氣絕緣材料,接合至第一半導(dǎo)體器件;第一導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第一導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第一器件容納部分,并且第一導(dǎo)電互連的第二端子耦合至電氣絕緣材料;第二半導(dǎo)體器件,安裝至第一導(dǎo)電互連,第二半導(dǎo)體器件具有第一表面和第二表面,其中第一接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,第二接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,并且接觸件在第二表面處,接觸件耦合至第一導(dǎo)電互連;以及第二導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第二導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第二半導(dǎo)體器件的第二接合焊盤,并且第二導(dǎo)電互連的第二端子耦合至器件互連部分。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,半導(dǎo)體組件還可以包括:電氣絕緣材料,接合至第一半導(dǎo)體器件;第一導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第一導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第一器件容納部分,并且第一導(dǎo)電互連的第二端子耦合至電氣絕緣材料;以及二極管,安裝至第一導(dǎo)電互連,二極管具有陽極和陰極,陰極電氣地耦合至第一導(dǎo)電互連;以及第二導(dǎo)電互連,耦合在二極管的陽極與第二引線之間。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一個方面,提供一種半導(dǎo)體組件,具有至少第一端子和第二端子。半導(dǎo)體組件可以包括:支撐件,具有第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域,第一區(qū)域通過第二區(qū)域與第三區(qū)域分開,在第二區(qū)域中形成有基座;第一引線,從第一區(qū)域延伸;第二引線,鄰近第一區(qū)域并與第一區(qū)域電氣地隔離;第三引線,鄰近第一區(qū)域并與第一區(qū)域電氣地隔離;第一電氣絕緣材料,形成于第一區(qū)域上;第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層,形成于電氣絕緣材料上;以及第一半導(dǎo)體器件,具有第一表面和第二表面,其中第一接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,第二接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,并且第三接合焊盤從第一表面的第三部分延伸,第一接合焊盤耦合至第一導(dǎo)電層,第二接合焊盤耦合至第二導(dǎo)電層,以及第三接合焊盤耦合至基座,其中第一半導(dǎo)體器件由III-N族半導(dǎo)體材料配置。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,半導(dǎo)體組件還可以包括:第二電氣絕緣材料,接合至第一半導(dǎo)體器件;第一導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第一導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第二導(dǎo)電層,并且第一導(dǎo)電互連的第二端子耦合至第二電氣絕緣材料;第二半導(dǎo)體器件,安裝至第一導(dǎo)電互連,第二半導(dǎo)體器件具有第一表面和第二表面,其中第一接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,第二接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,并且接觸件在第二表面處,接觸件耦合至第一導(dǎo)電互連;以及第二導(dǎo)電互連,具有第一端子和第二端子,第二導(dǎo)電互連的第一端子耦合至第二半導(dǎo)體器件的第二接合焊盤,并且第二導(dǎo)電互連的第二端子耦合至第三引線。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,可以提供一種改進(jìn)的半導(dǎo)體組件。

附圖說明

將通過結(jié)合附圖對下列詳細(xì)說明進(jìn)行閱讀以更好地理解本實(shí)用新型,其中相同的參考符號指示相同的元件以及在附圖中:

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例適用于制造共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;

圖2A是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例適用于制造共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;

圖2B是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例適用于制造共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;

圖3A是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例適用于制造共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;

圖3B是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例適用于制造共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;

圖4是共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的電路示意圖,其中III-N族器件的襯底是浮動的;

圖5是共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的電路示意圖,其中III-N族器件的襯底耦合至其源極電極;

圖6是共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的電路示意圖,其中III-N族器件的襯底耦合至硅半導(dǎo)體器件的源極電極;

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的俯視圖;

圖8是沿著圖7的截面線8-8得到的圖7的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的截面視圖;

圖9是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的俯視圖;

圖10是沿著圖9的截面線10-10得到的圖9的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的截面視圖;

圖11是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的俯視圖;

圖12是沿著圖11的截面線12-12得到的圖11的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的截面視圖;

圖13是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的俯視圖;

圖14是沿著圖13的截面線14-14得到的圖13的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的截面視圖;

圖15是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的俯視圖;

圖16是沿著圖15的截面線16-16得到的圖15的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的截面視圖;

圖17是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例適用于制造共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;

圖18是沿著圖17的截面線18-18得到的圖17的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的截面視圖;

圖19是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的俯視圖;以及

圖20是沿著圖19的截面線20-20得到的圖19的共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的截面視圖。

具體實(shí)施方式

為了圖示的簡潔和清楚起見,圖中的元件不一定按比例,并且在不同的圖中相同的參考符號指示相同的元件。另外,為了描述的簡單,省略了熟知步驟和元件的描述和細(xì)節(jié)。此處使用的載流電極是指承載通過器件的電流的器件的元件,諸如,MOS晶體管的源極或者漏極或者雙極晶體管的發(fā)射極或者集電極或者二極管的陰極或者陽極;控制電極是指控制通過器件的電流流動的器件的元件,諸如,MOS晶體管的柵極或者雙極晶體管的基極。盡管此處將器件解釋為某種n溝道或者p溝道器件,或者某種n型或者p型摻雜區(qū)域,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解,根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例也可以是互補(bǔ)器件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,如此處使用的詞“在...的期間”、“當(dāng)...的時候”和“當(dāng)...時”不是意指一旦發(fā)起動作就立刻發(fā)生動作的準(zhǔn)確術(shù)語,而是在由在初始動作發(fā)起的反應(yīng)與初始動作之間可能會有某個小但合理的延遲(諸如傳播延遲)。詞“近似地”、“大約”或者“基本上”的使用意指元件的值具有期望非常接近于所規(guī)定的值或者位置的參數(shù)。然而,如在本領(lǐng)域中熟知的,一直有阻止值或者位置如規(guī)定的精確的微小差異。在本領(lǐng)域中充分地確認(rèn),達(dá)大約百分之十(10%)(以及對于半導(dǎo)體摻雜濃度達(dá)百分之二十(20%))的差異被認(rèn)為是與如所描述的精確的理想目標(biāo)的合理差異。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例適用于制造半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片10的俯視圖。半導(dǎo)體芯片10具有頂表面12和底表面14(至少在圖8中示出)。根據(jù)實(shí)施例,半導(dǎo)體芯片10是可以包括垂直場效應(yīng)半導(dǎo)體器件的硅芯片,該垂直場效應(yīng)半導(dǎo)體器件具有在表面12上或者從表面12形成的柵極接合焊盤16、在表面12上或者從表面12形成的源極接合焊盤18和在表面14上或者從表面14形成的漏極電極20(圖8、10、12、14、18和20中示出的)。應(yīng)當(dāng)注意,在半導(dǎo)體芯片10中或者從半導(dǎo)體芯片10形成的半導(dǎo)體器件不限于垂直場效應(yīng)晶體管或者場效應(yīng)晶體管。例如,半導(dǎo)體器件可以是絕緣柵極雙極晶體管、雙極晶體管、結(jié)型場效應(yīng)晶體管、二極管、橫向場效應(yīng)晶體管等等。通過示例的方式,半導(dǎo)體芯片10是硅半導(dǎo)體芯片,即,硅半導(dǎo)體芯片10的襯底材料包括硅。硅半導(dǎo)體材料可以被稱為硅基半導(dǎo)體材料、硅半導(dǎo)體材料等等。半導(dǎo)體芯片(諸如,半導(dǎo)體芯片10)可以被稱為半導(dǎo)體管芯。

圖2A是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例適用于制造半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片30的俯視圖。半導(dǎo)體芯片30具有頂表面32和底表面34(圖18中示出的),其中在頂表面32上或者從頂表面32形成柵極接合焊盤36和38,在頂表面32上或者從頂表面32形成源極接合焊盤40,以及在頂表面32上或者從頂表面32形成漏極接合焊盤42。在柵極接合焊盤36與38之間以及在半導(dǎo)體芯片30的一側(cè)44上形成源極接合焊盤40,而在半導(dǎo)體芯片30的一側(cè)46上形成漏極接合焊盤42。側(cè)44和46在半導(dǎo)體芯片30的相對側(cè)上。應(yīng)當(dāng)注意,柵極接合焊盤36和38可以通過半導(dǎo)體芯片30的襯底材料電氣地連接在一起。柵極接合焊盤36和38還可以電氣地連接在半導(dǎo)體芯片30的布局中。由化合物半導(dǎo)體材料(諸如,III族氮化物半導(dǎo)體材料)制造半導(dǎo)體芯片30。因此,半導(dǎo)體芯片30可以被稱為III族氮化物半導(dǎo)體芯片,即,III族氮化物半導(dǎo)體芯片30的襯底材料包括III族氮化物材料(諸如,氮化鋁)。III族氮化物半導(dǎo)體材料可以被稱為III-N族半導(dǎo)體材料、III族氮化物基半導(dǎo)體材料、III-N族基半導(dǎo)體材料等等。合適的III-N族材料包括氮化鎵等等。半導(dǎo)體芯片(諸如,半導(dǎo)體芯片30)可以被稱為半導(dǎo)體管芯。還可以在硅襯底上制造半導(dǎo)體芯片30。

圖2B是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例適用于制造半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片70的俯視圖。半導(dǎo)體芯片70具有頂表面72和底表面74,其中在頂表面72的部分上或者從頂表面72的部分形成柵極接合焊盤76和78,在頂表面72的另一個部分上或者從頂表面72的另一個部分形成源極接合焊盤80,以及在頂表面72的另一個部分上或者從頂表面72的另一個部分形成漏極接合焊盤82。在柵極接合焊盤76與78之間以及在半導(dǎo)體芯片70的一側(cè)84上形成源極接合焊盤80,而在半導(dǎo)體芯片70的一側(cè)86上形成漏極接合焊盤82。除在器件的有源區(qū)上形成源極接合焊盤和漏極接合焊盤兩者以外,圖2B與圖2A相似。因此,盡管與圖2A中所示的布局相比這些焊盤可能大得多,但是由于它們在器件有源區(qū)的頂部上形成,因此對于焊盤并不增加任何顯著面積。將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

側(cè)84和86在半導(dǎo)體芯片70的相對側(cè)上。應(yīng)當(dāng)注意,柵極接合焊盤76和78可以通過半導(dǎo)體芯片70的襯底材料電氣地連接在一起。柵極接合焊盤76和78還可以電氣地連接在半導(dǎo)體芯片70的布局中。由化合物半導(dǎo)體材料(諸如,III族氮化物半導(dǎo)體材料)制造半導(dǎo)體芯片70。因此,半導(dǎo)體芯片70可以被稱為III族氮化物半導(dǎo)體芯片,即,III族氮化物半導(dǎo)體芯片70的襯底材料包括III族氮化物材料(諸如,氮化鋁)。III族氮化物半導(dǎo)體材料可以被稱為III-N族半導(dǎo)體材料、III族氮化物基半導(dǎo)體材料、III-N族基半導(dǎo)體材料等等。合適的III-N族材料包括氮化鎵等等。半導(dǎo)體芯片(諸如,半導(dǎo)體芯片70)可以被稱為半導(dǎo)體管芯。還可以在硅襯底上制造半導(dǎo)體芯片70。

圖3A是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例適用于制造半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片50的俯視圖。半導(dǎo)體芯片50具有頂表面52和底表面54(在圖8、10、12、14、16和20中示出),其中在頂表面52的一部分上或者從頂表面52的一部分形成柵極接合焊盤56,在頂表面52的另一個部分上或者從頂表面52的另一個部分形成源極接合焊盤58,并且在頂表面52的又另一個部分或者從頂表面52的又另一個部分上形成漏極接合焊盤60。在半導(dǎo)體芯片50的側(cè)64上形成柵極接合焊盤56和源極接合焊盤58,而在半導(dǎo)體芯片50的側(cè)66上形成漏極接合焊盤60。側(cè)64和66在半導(dǎo)體芯片50的相對側(cè)上。由化合物半導(dǎo)體材料(諸如,III族氮化物半導(dǎo)體材料)制造半導(dǎo)體芯片50。因此,半導(dǎo)體芯片50可以被稱為III族氮化物半導(dǎo)體芯片,即,III族氮化物半導(dǎo)體芯片50的襯底材料包括III族氮化物材料(諸如,氮化鋁)。III族氮化物半導(dǎo)體材料可以被稱為III-N族半導(dǎo)體材料、III族氮化物基半導(dǎo)體材料、III-N族基半導(dǎo)體材料等等。合適的III-N族材料包括氮化鎵等等。半導(dǎo)體芯片(諸如,半導(dǎo)體芯片50)可以被稱為半導(dǎo)體管芯。還可以在硅襯底上制造半導(dǎo)體芯片50。

圖3B是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例適用于制造半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片90的俯視圖。半導(dǎo)體芯片90具有頂表面92和底表面94,其中在頂表面92的一部分上或者從頂表面92的一部分形成柵極接合焊盤96,在頂表面92的另一個部分上或者從頂表面92的另一個部分形成源極接合焊盤98,并且在頂表面92的又另一個部分上或者從頂表面的又另一個部分形成漏極接合焊盤99。在半導(dǎo)體芯片90的側(cè)104上形成柵極接合焊盤96和源極接合焊盤98,而在半導(dǎo)體芯片90的側(cè)106上形成漏極接合焊盤99。除在器件的有源區(qū)上形成源極接合焊盤和漏極接合焊盤兩者以外,圖3B與圖3A相似。因此,盡管與圖3A中所示的布局相比這些焊盤可能大得多,但是由于它們在器件有源區(qū)的頂部上形成,因此對于焊盤并不增加任何顯著面積。側(cè)104和106在半導(dǎo)體芯片90的相對側(cè)上。由化合物半導(dǎo)體材料(諸如,III族氮化物半導(dǎo)體材料)制造半導(dǎo)體芯片90。因此,半導(dǎo)體芯片90可以被稱為III族氮化物半導(dǎo)體芯片,即,III族氮化物半導(dǎo)體芯片90的襯底材料包括III族氮化物材料(諸如,氮化鋁)。III族氮化物半導(dǎo)體材料可以被稱為III-N族半導(dǎo)體材料、III族氮化物基半導(dǎo)體材料、III-N族基半導(dǎo)體材料等等。合適的III-N族材料包括氮化鎵等等。半導(dǎo)體芯片(諸如,半導(dǎo)體芯片90)可以被稱為半導(dǎo)體管芯。還可以在硅襯底上制造半導(dǎo)體芯片90。

圖4是共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的電路示意圖80。半導(dǎo)體組件包括晶體管82和84,其中晶體管82具有柵極電極82G、源極電極82S和漏極電極82D,并且晶體管84具有柵極電極84G、源極電極84S、漏極電極84D和主體/襯底端子84B。漏極電極82D電氣地連接至源極電極84S,并且源極電極82S電氣地連接至柵極電極84G。漏極電極84D可以被耦合用于接收共源共柵半導(dǎo)體組件80的第一工作電位源(諸如,電位VDD),柵極電極82G充當(dāng)共源共柵半導(dǎo)體組件80的輸入端子,以及源極電極82S被耦合用于接收第二工作電位源(諸如,電位VSS)。通過示例的方式,電位VSS是接地的。應(yīng)當(dāng)注意,III-N族晶體管84的襯底是浮動的,因此半導(dǎo)體組件80可以被稱為在浮動配置或者襯底浮動配置中。

圖5是共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的電路示意圖90。半導(dǎo)體組件包括晶體管82和84,其中晶體管82具有柵極電極82G、源極電極82S和漏極電極82D,并且晶體管84具有柵極電極84G、源極電極84S、漏極電極84D和主體/襯底端子84B。漏極電極82D電氣地連接至源極電極84S,并且源極電極82S電氣地連接至柵極電極84G。漏極電極84D可以被耦合用于接收共源共柵半導(dǎo)體組件80的第一工作電位源(諸如,電位VDD),柵極電極82G充當(dāng)共源共柵半導(dǎo)體組件80的輸入端子,并且源極電極82S被耦合用于接收第二工作電位源(諸如,電位VSS)。通過示例的方式,電位VSS是接地電位。晶體管84的襯底端子84B電氣地連接至晶體管84的源極電極84S以及晶體管84的漏極電極。因此,晶體管84的襯底耦合至與晶體管84的源極電極84S或者晶體管82的漏極電極82D相同的電位。

圖6是共源共柵配置的半導(dǎo)體組件的電路示意圖97。半導(dǎo)體組件包括晶體管82和84,其中晶體管82具有柵極電極82G、源極電極82S和漏極電極82D,并且晶體管84具有柵極電極84G、源極電極84S、漏極電極84D和主體/襯底端子84B。晶體管82的漏極電極82D電氣地連接至晶體管84的源極電極84S,并且晶體管82的源極電極82S電氣地連接至晶體管84的柵極電極84G。漏極電極84D可以被耦合用于接收共源共柵半導(dǎo)體組件80的第一工作電位源(諸如,電位VDD),柵極電極82G充當(dāng)共源共柵半導(dǎo)體組件80的輸入端子,以及源極電極82S被耦合用于接收第二工作電位源(諸如,電位VSS)。通過示例的方式,電位VSS是接地電位。晶體管84的襯底端子84B電氣地連接至晶體管82的源極電極82S。因此,晶體管84的襯底耦合至與晶體管82的源極電極82S相同的電位。

圖7是包括支撐件102的半導(dǎo)體組件100的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50以倒裝芯片配置安裝至該支撐件102。半導(dǎo)體芯片10安裝至半導(dǎo)體芯片50。支撐件102和半導(dǎo)體芯片10以及半導(dǎo)體芯片50被配置用于封裝在QFN封裝中。圖8是沿著圖7的截面線8-8得到的半導(dǎo)體組件100的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖7和8。更具體地,可以由導(dǎo)電材料(諸如,銅)制造支撐件102。支撐件102包括器件容納部分104和106以及互連部分108。在俯視圖中,互連部分108是具有矩形形狀主體108A的導(dǎo)電“F”形結(jié)構(gòu),源極引線116和開爾文引線110從該矩形形狀主體108A延伸。因此,源極引線116和開爾文引線110與互連部分108形成為一體并且從互連部分108延伸。根據(jù)實(shí)施例,開爾文引線110從矩形形狀主體108A的中央?yún)^(qū)域延伸,而源極引線116從矩形形狀主體108A的端部區(qū)域延伸。應(yīng)當(dāng)注意,盡管源極引線116被示出為比開爾文引線110寬,但是這并不是本實(shí)用新型的限制。例如,源極引線116和開爾文引線110可以具有相同寬度或者開爾文引線110可以比源極引線116寬。鄰近支撐件102形成柵極引線114并且該柵極引線114與支撐件102電氣地隔離。

在支撐件102的截面視圖中,互連部分108具有矩形形狀的基底結(jié)構(gòu)120,該基底結(jié)構(gòu)120具有表面122和124、邊緣126和128以及從與表面122相鄰的邊緣128延伸的臂或者延伸部130。器件容納部分104具有基底132,基座134從該基底132延伸。根據(jù)實(shí)施例,基座134具有在與表面122基本上相同的平面中的表面136。器件容納部分106是具有在與表面122和136基本上相同平面中的表面106A的矩形形狀部分。熱增強(qiáng)模塑化合物140位于延伸部130與基座134之間以及位于延伸部130與基底132的一部分之間。另外,熱增強(qiáng)模塑化合物140在基座134與器件容納部分106之間。替換地,可以在延伸部130下面以及在器件容納部分106下面安置陶瓷材料以提供另外的支撐。

支撐件102還包括從矩形形狀主體108A延伸的延伸部142。延伸部142具有柵極互連部分144。

在表面136上形成接合劑150,并且在表面106A上形成接合劑152。III-N族半導(dǎo)體器件50的漏極接合焊盤60通過接合劑150接合至基座134,并且源極接合焊盤58通過接合劑152接合至器件容納部分106的表面106A。用于接合劑150和152的合適材料包括焊料、導(dǎo)電環(huán)氧樹脂等等。

在III-N族半導(dǎo)體器件50的表面54上形成管芯附接材料156,電氣絕緣材料158安裝至管芯附接材料156。通過示例的方式,電氣絕緣材料158是陶瓷。在陶瓷層158上形成可接合層160,在可接合層160上形成接合劑150,其中可接合層160可以是例如銅。導(dǎo)電互連162連接在可接合層160與器件容納部分106之間。更具體地,導(dǎo)電互連162是具有端子162A和端子162B的夾片,其中端子162A通過接合劑150接合至可接合層160,端子162B通過接合劑150接合至器件容納部分106。在夾片162的端子162A上形成接合劑150,硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20接合至夾片162。因此,夾片162通過接合劑150和接合劑152將硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極電氣地連接至III-N族基半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤60。

硅基半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18通過導(dǎo)電互連166電氣地連接至互連部分108。更具體地,導(dǎo)電互連166是具有端子166A和端子166B的夾片,其中端子166A通過接合劑150接合至互連部分108,端子166B通過接合劑150接合至源極接合焊盤18。

硅半導(dǎo)體器件10的柵極接合焊盤16通過接合絲線168電氣地連接至柵極引線114。接合絲線168可以被稱為接合絲線(bonding wire)或者絲線接合(wirebond)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件102封裝在保護(hù)材料(諸如,模塑化合物(未示出))中,該支撐件102包括器件容納部分104和106、互連部分108、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連162和166。應(yīng)當(dāng)注意,在封裝之后,開爾文引線110、源極引線116和柵極引線114從模塑化合物延伸。根據(jù)實(shí)施例,模塑化合物是熱增強(qiáng)模塑化合物。應(yīng)當(dāng)注意,模塑化合物140可以是封裝支撐件102的模塑化合物的一部分,該支撐件102包括器件容納部分104和106、互連部分108、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連162和166。

可以通過圖4的電路示意圖80示意性地表示半導(dǎo)體組件100,其中圖4的晶體管84表示圖7和圖8的III-N族晶體管50,并且圖4的晶體管82表示圖7和圖8的硅晶體管10。因此,半導(dǎo)體組件100的III-N族晶體管50的襯底材料(即,襯底)與半導(dǎo)體組件100的源極引線116、漏極引線132和柵極引線114電氣地隔離并且因此是浮動的。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件100在QFN封裝中。還應(yīng)當(dāng)理解,可以用半導(dǎo)體芯片90代替半導(dǎo)體芯片50以使得可以在半導(dǎo)體芯片90的有源區(qū)上形成接合。如上面討論的,將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

圖9是包括支撐件202的半導(dǎo)體組件200的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50以倒裝芯片配置安裝至該支撐件202。半導(dǎo)體芯片10安裝至半導(dǎo)體芯片50。支撐件202和半導(dǎo)體芯片10以及半導(dǎo)體芯片50被配置用于封裝在QFN封裝中。圖10是沿著圖9的截面線10-10得到的半導(dǎo)體組件200的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖9和10??梢杂蓪?dǎo)電材料(諸如,銅)制造支撐件202。支撐件202包括器件容納部分204和206以及互連部分208。在俯視圖中,互連部分208是具有矩形形狀主體208A的導(dǎo)電“F”形結(jié)構(gòu),源極引線116和開爾文引線110從該矩形形狀主體208A延伸。因此,源極引線116和開爾文引線110與互連部分208形成為一體并且從互連部分208延伸。根據(jù)實(shí)施例,開爾文引線110從矩形形狀主體208A的中央?yún)^(qū)域延伸,源極引線116從矩形形狀主體208A的端部區(qū)域延伸。應(yīng)當(dāng)注意,盡管源極引線116被示出為比開爾文引線110寬,但是這并不是本實(shí)用新型的限制。例如,源極引線116和開爾文引線110可以具有相同寬度或者開爾文引線110可以比源極引線116寬。鄰近支撐件202形成柵極引線114并且該柵極引線114與支撐件202電氣地隔離。

在支撐件202的截面視圖中,互連部分208具有矩形形狀的基底結(jié)構(gòu)220,該基底結(jié)構(gòu)220具有表面222和224、邊緣226和228以及從與表面222相鄰的邊緣228延伸的臂或者延伸部230。器件容納部分204是具有基底232的“L”形結(jié)構(gòu),基座234從該基底232延伸。根據(jù)實(shí)施例,基座234具有在與表面222基本上相同的平面中的表面236。器件容納部分206是具有在與表面222和236基本上相同平面中的表面206A的矩形形狀部分。熱增強(qiáng)模塑化合物140在延伸部230與基座234之間以及在延伸部230與基底232的一部分之間。另外,熱增強(qiáng)模塑化合物140在基座234與器件容納部分206之間。替換地,可以在延伸部230下面以及在器件容納部分206下面安置陶瓷材料以提供另外的支撐。

在表面236上形成接合劑150,在表面206A上形成接合劑152。III-N族半導(dǎo)體器件50的漏極接合焊盤60通過接合劑150接合至基座234,源極接合焊盤58通過接合劑152接合至器件容納部分206的表面206A。用于接合劑150和152的合適材料包括焊料、導(dǎo)電環(huán)氧樹脂等等。

在III-N族半導(dǎo)體器件50的表面54上形成接合劑150。導(dǎo)電互連162連接在表面54與表面206A之間。更具體地,導(dǎo)電互連162是具有端子162A和端子162B的夾片,其中使用接合劑150將端子162A接合至表面54,使用接合劑150和152將端子162B接合至表面206A。在夾片162的端子162A上形成接合劑150,硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20接合至夾片162。因此,夾片162將硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20電氣地連接至III-N族基半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤58以及半導(dǎo)體芯片50的表面54。因此,夾片162將硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極接觸20電氣地連接至半導(dǎo)體芯片50的襯底。

硅基半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18通過導(dǎo)電互連166電氣地連接至互連部分208。更具體地,導(dǎo)電互連166是具有端子166A和端子166B的夾片,其中端子166A通過接合劑150接合至互連部分208,端子166B通過接合劑150接合至源極接合焊盤18。

硅半導(dǎo)體器件10的柵極接合焊盤16通過接合絲線168電氣地連接至柵極引線114。接合絲線168可以被稱為接合絲線(bonding wire)或者絲線接合(wirebond)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件202,包括器件容納部分204和206、互連部分208、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連162和166,封裝在保護(hù)材料(諸如,模塑化合物)中??梢杂杀Wo(hù)材料的一部分形成模塑化合物140。應(yīng)當(dāng)注意,在封裝之后,開爾文引線110、源極引線116和柵極引線114從模塑化合物延伸。根據(jù)實(shí)施例,模塑化合物是熱增強(qiáng)模塑化合物。應(yīng)當(dāng)注意,模塑化合物140可以是封裝支撐件202,包括器件容納部分204和206、互連部分208、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連162和166的模塑化合物的一部分。

可以通過圖5的電路示意圖90示意性地表示半導(dǎo)體組件200,其中圖5的晶體管84表示圖9和圖10的III-N族晶體管50,圖5的晶體管82表示圖9和圖10的硅晶體管10。因此,半導(dǎo)體組件100的III-N族晶體管50的襯底材料(即,襯底)電氣地耦合至硅基晶體管10的漏極以及III-N族晶體管50的源極。硅基晶體管10的漏極、III-N族晶體管50的源極和III-N族晶體管50的襯底材料處于相同電位。因此,半導(dǎo)體組件200的III-N族晶體管50的襯底材料(即,襯底)與半導(dǎo)體組件200的源極引線116、漏極引線232和柵極引線114電氣地隔離。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件200在QFN封裝中。還應(yīng)當(dāng)理解,可以用半導(dǎo)體芯片90代替半導(dǎo)體芯片50以使得可以在半導(dǎo)體芯片90的有源區(qū)上形成接合。如上面討論的,將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

圖11是包括支撐件302的半導(dǎo)體組件300的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50以倒裝芯片配置安裝至該支撐件302。半導(dǎo)體芯片10安裝至半導(dǎo)體芯片50。支撐件302和半導(dǎo)體芯片10以及半導(dǎo)體芯片50被配置用于封裝在QFN封裝中。圖12是沿著圖11的截面線12-12得到的半導(dǎo)體組件300的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖11和12。更具體地,可以由導(dǎo)電材料(諸如,銅)制造支撐件302。支撐件302包括器件容納部分304和306以及互連部分308。在俯視圖中,互連部分308具有由導(dǎo)電條308C電氣地連接至矩形形狀部分308B的矩形形狀部分308A。矩形形狀部分308A具有從一側(cè)延伸的延伸部308D,其中矩形形狀部分308A充當(dāng)源極引線。延伸部308D被配置用于接合至半導(dǎo)體芯片50的柵極接合焊盤56。矩形形狀部分308B充當(dāng)開爾文探針。半導(dǎo)體組件300還包括與互連部分308以及器件容納部分304和306電氣地隔離的矩形形狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)310。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)310充當(dāng)柵極引線。

根據(jù)實(shí)施例,器件容納部分304的俯視圖和側(cè)視圖圖示了矩形結(jié)構(gòu)。因此,器件容納部分304具有立方體形狀,該立方體形狀具有表面312和314。同樣地,器件容納部分306的俯視圖圖示了諸如矩形或者正方形的多邊形結(jié)構(gòu),以及側(cè)視圖圖示了諸如矩形或者正方形的多邊形結(jié)構(gòu)。因此,器件容納部分306具有立方體形狀,該立方體形狀具有表面316和318。器件容納部分304比器件容納部分306薄(即,不如器件容納部分306厚)。替換地,器件容納部分304可以具有與器件容納部分306相同的厚度或者可以比器件容納部分306厚。

熱增強(qiáng)模塑化合物140位于互連部分308與器件容納部分304之間以及位于器件容納部分304與器件容納部分306之間。模塑化合物140與表面314相鄰并且在延伸部308D下面。替換地,可以在延伸部308D下面以及在器件容納部分304下面安置陶瓷材料以提供另外的支撐。

在表面312上形成接合劑150以及在表面316的一部分上形成接合劑152。III-N族半導(dǎo)體器件50的源極接合焊盤58通過接合劑150接合至器件容納部分304,漏極接合焊盤60通過接合劑152接合至器件容納部分306的表面316。III-N族半導(dǎo)體器件50的柵極接合焊盤56接合至互連部分308的延伸部308D。用于接合劑150和152的合適材料包括焊料、導(dǎo)電環(huán)氧樹脂等等。

在III-N族半導(dǎo)體器件50的表面54上形成管芯附接材料156,電氣絕緣材料158安裝至管芯附接材料156。通過示例的方式,電氣絕緣材料158是陶瓷。在陶瓷158上形成可接合層160,在可接合層160上形成接合劑150。通過示例的方式,可接合層160是焊料。導(dǎo)電互連330連接在器件容納部分304與可接合層160之間。通過示例的方式,導(dǎo)電互連330是具有端子330A和端子330B的夾片,其中端子330A通過接合劑150接合至器件容納部分304,端子330B接合至可接合層160。在夾片330的端子330B上形成接合劑150,硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20接合至夾片330。因此,夾片330將硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20電氣地連接至III-N族基半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤58。

硅基半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18通過導(dǎo)電互連340電氣地連接至互連部分308。通過示例的方式,導(dǎo)電互連340是具有端子340A和端子340B的夾片,其中端子340A通過接合劑150接合至互連部分308,端子340B通過接合劑150接合至源極接合焊盤18。

硅半導(dǎo)體器件10的柵極接合焊盤16通過接合絲線346電氣地連接至柵極引線310。接合絲線346可以被稱為接合絲線(bonding wire)或者絲線接合(wirebond)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件302,包括器件容納部分304和306、互連308、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連330和340,封裝在保護(hù)材料(諸如,模塑化合物(未示出))中。應(yīng)當(dāng)注意,在封裝之后,源極引線308A、開爾文引線308B和柵極引線310從模塑化合物延伸。根據(jù)實(shí)施例,模塑化合物是熱增強(qiáng)模塑化合物。應(yīng)當(dāng)注意,模塑化合物140可以是封裝支撐件302,包括器件容納部分304和306、互連308、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連330和340的模塑化合物的一部分。

可以通過圖4的電路示意圖80示意性地表示半導(dǎo)體組件300,其中圖4的晶體管84表示圖11和圖12的III-N族晶體管50以及圖4的晶體管82表示圖11和圖12的硅晶體管10。因此,半導(dǎo)體組件300的III-N族晶體管50的襯底材料(即,襯底)與半導(dǎo)體組件300的源極引線308A、漏極引線306和柵極引線310電氣地隔離并且因此是浮動的。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件300在QFN封裝中。還應(yīng)當(dāng)理解,可以用半導(dǎo)體芯片90代替半導(dǎo)體芯片50以使得可以在半導(dǎo)體芯片90的有源區(qū)上形成接合。如上面討論的,將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

圖13是包括支撐件402的半導(dǎo)體組件400的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50以倒裝芯片配置安裝至該支撐件402。半導(dǎo)體芯片10安裝至半導(dǎo)體芯片50。支撐件402和半導(dǎo)體芯片10以及半導(dǎo)體芯片50被配置用于封裝在通孔封裝中。圖14是沿著圖13的截面線14-14得到的半導(dǎo)體組件400的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖13和14。更具體地,可以由導(dǎo)電材料(諸如,銅)制造支撐件402。支撐件402包括器件容納部分404和406以及互連部分408。在俯視圖中,互連部分408具有由導(dǎo)電條408C電氣地連接至矩形形狀部分408B的矩形形狀部分408A。矩形形狀部分408A具有從一側(cè)延伸的延伸部408D,其中矩形形狀部分408A充當(dāng)源極引線。延伸部408D被配置用于接合至半導(dǎo)體芯片50的柵極接合焊盤56。矩形形狀部分408B充當(dāng)開爾文探針。半導(dǎo)體組件400還包括與互連部分408以及器件容納部分404和406電氣地隔離的矩形形狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)410。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)410充當(dāng)柵極引線。

根據(jù)實(shí)施例,器件容納部分404的俯視圖和側(cè)視圖圖示了矩形結(jié)構(gòu)。因此,器件容納部分404具有立方體形狀,該立方體形狀具有表面412和414。同樣地,器件容納部分406的俯視圖圖示了諸如矩形或者正方形的多邊形結(jié)構(gòu),以及側(cè)視圖圖示了諸如矩形或者正方形的多邊形結(jié)構(gòu)。因此,器件容納部分406具有立方體形狀,該立方體形狀具有表面416和418。器件容納部分404比器件容納部分406薄(即,不如器件容納部分406厚)。替換地,器件容納部分404可以具有與器件容納部分406相同的厚度或者可以具有比器件容納部分406大的厚度。器件容納部分406具有從器件容納部分406的一側(cè)延伸的延伸部407以使得延伸部407的一部分鄰近互連部分408但與互連部分408電氣地隔離。延伸部407充當(dāng)漏極引線。

熱增強(qiáng)模塑化合物(未示出)位于互連部分408與器件容納部分404之間以及位于器件容納部分404與器件容納部分406之間。模塑化合物鄰近表面414以及在延伸部408D下面。替換地,可以在延伸部408D下面以及在器件容納部分404下面安置陶瓷材料以提供另外的支撐。

在表面412上形成接合劑150,在表面416上形成接合劑152。III-N族半導(dǎo)體器件50的源極接合焊盤58通過接合劑150接合至器件容納部分404,漏極接合焊盤60通過接合劑152接合至器件容納部分406的表面416。III-N族半導(dǎo)體器件50的柵極接合焊盤56接合至互連部分408的延伸部408D。用于接合劑150和152的合適材料包括焊料、導(dǎo)電環(huán)氧樹脂等等。

在III-N族半導(dǎo)體器件50的表面54上形成管芯附接材料156,電氣絕緣材料158安裝至管芯附接材料156。通過示例的方式,電氣絕緣材料158是陶瓷。在陶瓷158上形成可接合層160,在可接合層160上形成接合劑150。通過示例的方式,可接合層160是銅。導(dǎo)電互連430連接在可接合層160與器件容納部分404之間。通過示例的方式,導(dǎo)電互連430是具有端子430A和端子430B的夾片,其中端子430A通過接合劑150接合至管芯容納部分404以及端子430B接合至可接合層160。在夾片430的端子430B上形成接合劑150,硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20接合至夾片430。因此,夾片430將硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極電氣地連接至III-N族基半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤58。

硅基半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18通過導(dǎo)電互連440電氣地連接至互連部分408。通過示例的方式,導(dǎo)電互連440是具有端子440A和端子440B的夾片,其中端子440A通過接合劑150接合至互連部分408,端子440B通過接合劑150接合至源極接合焊盤18。

硅半導(dǎo)體器件10的柵極接合焊盤16通過接合絲線446電氣地連接至柵極引線410。接合絲線446可以被稱為接合絲線(bonding wire)或者絲線接合(wirebond)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件402,包括器件容納部分404和406、互連408、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連430和440,封裝在保護(hù)材料(諸如,模塑化合物)中。應(yīng)當(dāng)注意,在封裝之后,漏極引線407、源極引線408A、開爾文引線408B和柵極引線410從模塑化合物延伸。根據(jù)實(shí)施例,模塑化合物是熱增強(qiáng)模塑化合物。應(yīng)當(dāng)理解,在互連部分408與器件容納部分404以及在器件容納部分404與器件容納部分406之間的模塑化合物可以是充當(dāng)半導(dǎo)體組件400的保護(hù)材料的模塑化合物的一部分。

可以通過圖4的電路示意圖80示意性地表示半導(dǎo)體組件400,其中圖4的晶體管84表示圖13和圖14的III-N族晶體管50,并且圖4的晶體管82表示圖13和圖14的硅晶體管10。因此,半導(dǎo)體組件400的III-N族晶體管50的襯底材料(即,襯底)與半導(dǎo)體組件400的源極引線408A、漏極引線407和柵極引線114電氣地隔離并且因此是浮動的。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件400在通孔封裝中并且支撐件402與通孔封裝輪廓(諸如,TO-220輪廓、TO-247輪廓、TO-264輪廓、TO-257輪廓等等)一致。還應(yīng)當(dāng)理解,可以用半導(dǎo)體芯片90代替半導(dǎo)體芯片50以使得可以在半導(dǎo)體芯片90的有源區(qū)上形成接合。如上面討論的,將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

圖15是包括支撐件502的半導(dǎo)體組件500的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50以倒裝芯片配置安裝至該支撐件502。半導(dǎo)體芯片550安裝至半導(dǎo)體芯片50。支撐件502和半導(dǎo)體芯片10以及半導(dǎo)體芯片50被配置用于封裝在通孔封裝中。圖15是沿著圖15的截面線15-15得到的半導(dǎo)體組件500的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖14和15。更具體地,可以由導(dǎo)電材料(諸如,銅)制造支撐件502。支撐件502包括器件容納部分504和506以及互連部分508。在俯視圖中,互連部分508包括由導(dǎo)電條508C電氣地連接至矩形形狀部分508B的矩形形狀部分508A。矩形形狀部分508A充當(dāng)陽極引線。

根據(jù)實(shí)施例,器件容納部分504的俯視圖和側(cè)視圖圖示了矩形結(jié)構(gòu)。因此,器件容納部分504具有立方體形狀,該立方體形狀具有表面512和514。同樣地,器件容納部分506的俯視圖圖示了諸如矩形或者正方形的多邊形結(jié)構(gòu),以及側(cè)視圖圖示了諸如矩形或者正方形的多邊形結(jié)構(gòu)。因此,器件容納部分506具有立方體形狀,該立方體形狀具有表面516和518。應(yīng)當(dāng)注意,器件容納部分504比器件容納部分506薄(即,不如器件容納部分506厚)。器件容納部分506具有從器件容納部分506的一側(cè)延伸的延伸部507以使得延伸部507的一部分鄰近互連部分508但與互連部分508電氣地隔離。延伸部507充當(dāng)陰極引線。

熱增強(qiáng)模塑化合物(未示出)位于互連部分508與器件容納部分504之間以及位于器件容納部分504與器件容納部分506之間。模塑化合物鄰近表面514并且在延伸部508C下面。替換地,可以在延伸部508C下面以及在器件容納部分504下面安置陶瓷材料以提供另外的支撐。

在表面512上形成接合劑150以及在表面516上形成接合劑152。III-N族半導(dǎo)體器件50的源極接合焊盤58通過接合劑150接合至器件容納部分504,漏極接合焊盤60通過接合劑152接合至器件容納部分506的表面516。III-N族半導(dǎo)體器件50的柵極接合焊盤56接合至陽極引線508。用于接合劑150和152的合適材料包括焊料、導(dǎo)電環(huán)氧樹脂等等。

在III-N族半導(dǎo)體器件50的表面54上形成管芯附接材料156,電氣絕緣材料158安裝至管芯附接材料156。通過示例的方式,電氣絕緣材料158是陶瓷。在陶瓷158上形成可接合層160,在可接合層160上形成接合劑150。通過示例的方式,可接合層160是焊料。導(dǎo)電互連530連接在可接合層160與器件容納部分506之間。通過示例的方式,導(dǎo)電互連530是具有端子530A和端子530B的夾片,其中端子530A通過接合劑150接合至管芯容納部分504,端子530B接合至可接合層160。在夾片530的端子530B上形成接合劑150,半導(dǎo)體芯片550的陰極554接合至夾片530。因此,夾片530將硅基半導(dǎo)體芯片550的陰極554電氣地連接至III-N族基半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤58。應(yīng)當(dāng)注意,二極管由半導(dǎo)體芯片550形成,其中二極管在二極管的半導(dǎo)體材料的表面上具有陽極552以及在二極管的半導(dǎo)體材料的相對表面上具有陰極554。

半導(dǎo)體芯片550的陽極552通過導(dǎo)電互連540電氣地連接至互連部分508。通過示例的方式,導(dǎo)電互連540是具有端子540A和端子540B的夾片,其中端子540A通過接合劑150接合至互連部分508,端子540B通過接合劑150接合至半導(dǎo)體芯片550的陽極552。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件502,包括器件容納部分504和506、互連508、半導(dǎo)體芯片50和550以及導(dǎo)電互連530和540,封裝在保護(hù)材料(諸如,模塑化合物)中。應(yīng)當(dāng)注意,在封裝之后,陰極引線507和陽極引線508從模塑化合物延伸。根據(jù)實(shí)施例,模塑化合物是熱增強(qiáng)模塑化合物。應(yīng)當(dāng)理解,在互連部分508與器件容納部分504之間以及在器件容納部分504與器件容納部分506之間的模塑化合物可以是充當(dāng)半導(dǎo)體組件500的保護(hù)材料的模塑化合物的一部分。

還應(yīng)當(dāng)注意,半導(dǎo)體組件500的III-N族晶體管50的襯底材料(即,襯底)與半導(dǎo)體組件500的引線507和508電氣地隔離并且因此是浮動的。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件500在通孔封裝中,并且支撐件502與通孔封裝輪廓(諸如,TO-220輪廓、TO-247輪廓、TO-264輪廓、TO-257輪廓等等)一致。還應(yīng)當(dāng)理解,可以用半導(dǎo)體芯片90代替半導(dǎo)體芯片50以使得可以在半導(dǎo)體芯片90的有源區(qū)上形成接合。如上面討論的,將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

圖17是包括支撐件602的半導(dǎo)體組件600的俯視圖,半導(dǎo)體芯片30以倒裝芯片配置安裝至該支撐件602。半導(dǎo)體芯片10安裝至半導(dǎo)體芯片30。支撐件502和半導(dǎo)體芯片10以及半導(dǎo)體芯片30被配置用于封裝在通孔封裝中。圖18是沿著圖17的截面線18-18得到的半導(dǎo)體組件600的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖17和18。支撐件602由區(qū)域604、606和608組成,其中區(qū)域604和608通過區(qū)域606彼此分開。區(qū)域604和608分別地具有基本上在相同平面中的表面604A和608A以及區(qū)域606具有在高于表面604A和608A位于的平面的平面中的表面606A。因此,在區(qū)域606中形成基座609,其中表面606A是基座609的表面。

器件容納部分604具有從矩形形狀支撐件602的一角延伸的延伸部616,其中延伸部616充當(dāng)漏極引線。

支撐件602還被配置為具有鄰近器件容納部分604但與器件容納部分604電氣地隔離的矩形形狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)607。根據(jù)實(shí)施例,矩形形狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)607充當(dāng)柵極引線。

支撐件602還被配置為具有鄰近器件容納部分604但與器件容納部分604電氣地隔離的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)610。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)610充當(dāng)源極引線。通過示例的方式,源極引線610由矩形部分610A和矩形部分610B組成,其中部分610A和部分610B形成“T形”。

電氣絕緣材料620(諸如陶瓷)安裝至器件容納部分604的子部分。在電氣絕緣材料620上形成導(dǎo)電層622、624和626,其中導(dǎo)電層622、624和626相對于彼此橫向地安置并且彼此電氣地隔離。通過示例的方式,導(dǎo)電層622、624和626的材料是銅。

在導(dǎo)電層624上形成接合劑150,在表面606A上形成接合劑152。III-N族半導(dǎo)體器件30的源極接合焊盤40通過接合劑150接合至導(dǎo)電層624,漏極接合焊盤42通過接合劑152接合至基座609的表面606A。III-N族半導(dǎo)體器件50的柵極接合焊盤38接合至導(dǎo)電層622,柵極接合焊盤36接合至導(dǎo)電層626。用于接合劑150和152的合適材料包括焊料、導(dǎo)電環(huán)氧樹脂等等。

在III-N族半導(dǎo)體器件30的表面34上形成管芯附接材料156,電氣絕緣材料158安裝至管芯附接材料156。通過示例的方式,電氣絕緣材料158是陶瓷。在陶瓷層158上形成可接合層160,在可接合層160上形成接合劑150,其中接合層160可以是例如銅。導(dǎo)電互連630連接在可接合層160與導(dǎo)電層624之間。通過示例的方式,導(dǎo)電互連630是具有端子630A和端子630B的夾片,其中端子630A通過接合劑150電氣地連接至導(dǎo)電層624,端子530B接合至可接合層160。在夾片630的端子630B上形成接合劑150,硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20接合至夾片630。因此,夾片630將硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20電氣地連接至III-N族基半導(dǎo)體芯片30的源極接合焊盤40。

硅基半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18通過導(dǎo)電互連640電氣地連接至源極引線610。通過示例的方式,導(dǎo)電互連640是具有端子640A和端子640B的夾片,其中端子640A通過接合劑150接合至源極引線610,端子640B通過接合劑150接合至源極接合焊盤18。

硅半導(dǎo)體器件10的柵極接合焊盤16通過接合絲線650電氣地連接至柵極引線607。接合絲線652連接在源極引線610與導(dǎo)電層626之間以將源極引線610電氣地連接至柵極接合焊盤36,接合絲線654連接在源極引線610與導(dǎo)電層622之間以將源極引線610電氣地連接至柵極接合焊盤38。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件602,包括區(qū)域604、606和608、半導(dǎo)體芯片10和30以及導(dǎo)電互連630和640,封裝在保護(hù)材料(未示出)(諸如,模塑化合物)中。應(yīng)當(dāng)注意,在封裝之后,柵極引線607、源極引線610和漏極引線616從模塑化合物延伸。根據(jù)實(shí)施例,模塑化合物是熱增強(qiáng)模塑化合物。

可以通過圖4的電路示意圖80示意性地表示半導(dǎo)體組件600,其中圖4的晶體管84表示圖17和圖18的III-N族晶體管30,圖4的晶體管82表示圖17和圖18的硅晶體管10。因此,半導(dǎo)體組件600的III-N族晶體管30的襯底材料與半導(dǎo)體組件600的源極引線610、漏極引線616和柵極引線607電氣地隔離并且因此是浮動的。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件300在通孔封裝中,支撐件602與通孔封裝輪廓(諸如,TO-220輪廓、TO-247輪廓、TO-264輪廓、TO-257輪廓等等)一致。還應(yīng)當(dāng)理解,可以用半導(dǎo)體芯片70代替半導(dǎo)體芯片30以使得可以在半導(dǎo)體芯片70的有源區(qū)上形成接合。如上面討論的,將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

圖19是包括支撐件702的半導(dǎo)體組件700的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50以倒裝芯片配置安裝至該支撐件702。半導(dǎo)體芯片10安裝至半導(dǎo)體芯片50。支撐件702和半導(dǎo)體芯片10以及半導(dǎo)體芯片50被配置用于封裝在QFN封裝中。圖20是沿著圖19的截面線20-20得到的半導(dǎo)體組件700的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖19和20。更具體地,可以由導(dǎo)電材料(諸如,銅)制造支撐件702。支撐件702包括器件容納部分704和706以及互連部分708。在俯視圖中,互連部分708是具有矩形形狀主體708A的導(dǎo)電“F”形結(jié)構(gòu),源極引線716和開爾文引線710從該矩形形狀主體708A延伸。因此,源極引線716和開爾文引線710與互連部分708形成為一體并且從互連部分708延伸。根據(jù)實(shí)施例,開爾文引線710從矩形形狀主體708A的中央?yún)^(qū)域延伸,源極引線716從矩形形狀主體708A的端部區(qū)域延伸。應(yīng)當(dāng)注意,盡管源極引線716被示出為比開爾文引線710寬,但是這并不是本實(shí)用新型的限制。例如,源極引線716和開爾文引線710可以具有相同寬度或者開爾文引線710可以比源極引線716寬。鄰近支撐件702形成柵極引線714,并且該柵極引線714與支撐件702電氣地隔離。

在支撐件702的截面視圖中,互連部分708具有矩形形狀的基底結(jié)構(gòu)720,該基底結(jié)構(gòu)720具有表面722和724、邊緣726和728以及從與表面722相鄰的邊緣728延伸的臂或者延伸部730。器件容納部分704具有基底732,基座734從該基底732延伸。根據(jù)實(shí)施例,基座734具有在與表面722基本上相同的平面中的表面736。器件容納部分706是具有在與表面722和736基本上相同平面中的表面706A的矩形形狀部分。熱增強(qiáng)模塑化合物140在延伸部730與基座734之間。另外,熱增強(qiáng)模塑化合物140在基座734與器件容納部分706之間。替換地,可以在延伸部730下面以及在器件容納部分706下面安置陶瓷材料以提供另外的支撐。

支撐件702還包括從矩形形狀主體708A延伸的延伸部742。延伸部742具有柵極互連部分744。

在表面736上形成接合劑150,在表面706A上形成接合劑152。III-N族半導(dǎo)體器件50的漏極接合焊盤60通過接合劑150接合至基座734,源極接合焊盤58通過接合劑152接合至器件容納部分706的表面706A。用于接合劑150和152的合適材料包括焊料、導(dǎo)電環(huán)氧樹脂等等。

在III-N族半導(dǎo)體器件50的表面54上形成接合劑150。導(dǎo)電互連172連接在接合劑150與互連部分708之間。更具體地,導(dǎo)電互連172是具有端子172A和端子172B的夾片,其中端子172B通過接合劑150接合至互連部分708,端子172A接合至III-N半導(dǎo)體芯片550的襯底。

在夾片172的端子172A上形成接合劑150。在接合劑150上形成管芯附接材料156,電氣絕緣材料158安裝至管芯附接材料156。通過示例的方式,電氣絕緣材料158是陶瓷。在陶瓷層158上形成可接合層160,在可接合層160上形成接合劑150。通過示例的方式,可接合層160是銅。導(dǎo)電互連162連接在可接合層160與器件容納部分706之間。更具體地,導(dǎo)電互連162是具有端子162A和端子162B的夾片,其中端子162A通過接合劑150接合至可接合層160,端子162B通過接合劑150接合至器件容納部分706。在夾片162的端子162A上形成接合劑150,硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極20接合至夾片162。因此,夾片162通過接合劑150和接合劑152將硅基半導(dǎo)體芯片10的漏極電極電氣地連接至III-N族基半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤60。

硅基半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18通過導(dǎo)電互連166電氣地連接至互連部分708。更具體地,導(dǎo)電互連166是具有端子166A和端子166B的夾片,其中端子166A通過接合劑150接合至互連部分708,端子166B通過接合劑150接合至源極接合焊盤18。

硅半導(dǎo)體器件10的柵極接合焊盤16通過接合絲線768電氣地連接至柵極引線714。接合絲線768可以被稱為接合絲線(bonding wire)或者絲線接合(wirebond)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件702,包括器件容納部分704和706、互連部分708、半導(dǎo)體芯片10和50以及導(dǎo)電互連162和166,封裝在保護(hù)材料(諸如,模塑化合物(未示出))中。應(yīng)當(dāng)注意,在封裝之后,開爾文引線710、源極引線716、和柵極引線714從模塑化合物延伸。根據(jù)實(shí)施例,模塑化合物是熱增強(qiáng)模塑化合物。

可以通過圖6的電路示意圖97示意性地表示半導(dǎo)體組件700,其中圖6的晶體管84表示圖19和圖20的III-N族晶體管50,并且圖6的晶體管82表示圖19和圖20的硅晶體管10。因此,半導(dǎo)體組件700的III-N族晶體管50的襯底材料(即,襯底)連接至硅晶體管10的源極18以及共源共柵器件的源極引線716。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件700在QFN封裝中。還應(yīng)當(dāng)理解,可以用半導(dǎo)體芯片90代替半導(dǎo)體芯片50以使得可以在半導(dǎo)體芯片90的有源區(qū)上形成接合。如上面討論的,將接合焊盤放置在有源區(qū)上增大接觸面積、降低成本以及提高熱性能。

盡管此處已經(jīng)公開了某些優(yōu)選實(shí)施例和方法,但是根據(jù)上述公開,可以在不背離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下對這種實(shí)施例和方法進(jìn)行變型和修改將對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見。意圖僅在由所附權(quán)利要求和適用法律的規(guī)則和原則要求的程度上對本實(shí)用新型進(jìn)行限制。

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