本公開所描述的實施例涉及具有阻擋的半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的封裝以及制造半導(dǎo)體器件的方法。本公開的實施例具體地涉及具有離子吸收層的半導(dǎo)體器件及制造離子吸收層的方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件的挑戰(zhàn)在于離子遷移。隨著小型化器件的發(fā)展趨勢，遷移離子到達例如柵氧化層的風(fēng)險不斷增加。這會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的閾值電壓變化。而閾值電壓變化又可能導(dǎo)致半導(dǎo)體器件故障。在遷移離子中，已知鈉離子以相當(dāng)快的速度穿過半導(dǎo)體器件。具體地，鈉通常是組成元素并具有相對小的離子半徑。相應(yīng)地，結(jié)合鈉離子以阻止鈉離子到達例如柵氧化層是富有挑戰(zhàn)性的難題。遷移離子產(chǎn)生的另一個不利影響是腐蝕，例如為了減少或阻止離子遷移產(chǎn)生腐蝕作用，通常需要比如氟化物或氯化物。

如上所述，對于新半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的封裝以及制造半導(dǎo)體器件的方法，需要提供改進的阻擋或離子吸收特性。具體地，對于新半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的封裝以及制造半導(dǎo)體器件的方法，需要能夠減少或甚至阻止離子(例如鈉離子)遷移。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的一個方案，提供了一種半導(dǎo)體器件。所述半導(dǎo)體器件包括：至少一個半導(dǎo)體部件，其包括半導(dǎo)體襯底；以及阻擋層，其至少設(shè)置在所述至少一個半導(dǎo)體部件的部分上或所述至少一個半導(dǎo)體部件的部分處，其中所述阻擋層包括聚合材料以及共價結(jié)合到所述聚合材料的有機金屬絡(luò)合劑。

根據(jù)本公開的另一個方案，提供了一種半導(dǎo)體器件。所述半導(dǎo)體器件包括：至少一個半導(dǎo)體部件；以及阻擋層，其至少設(shè)置在所述至少一個半導(dǎo)體部件的部分上或所述至少一個半導(dǎo)體部件的部分處，其中所述阻擋層包括聚合材料和至少一個嵌入所述聚合材料中的穴醚。

根據(jù)本公開的又一個方案，提供了一種半導(dǎo)體器件。所述半導(dǎo)體器件包括：至少一個半導(dǎo)體部件；以及阻擋層，其至少設(shè)置在所述至少一個半導(dǎo)體部件部件的部分上或所述至少一個半導(dǎo)體部件的部分處，其中所述阻擋層包括由共價交叉結(jié)合有機金屬絡(luò)合劑形成的聚合材料，其中所述金屬絡(luò)合劑可以至少為冠醚和/或穴醚(冠醚和穴醚中的至少一種)。

根據(jù)本公開的另一個方案，提供了一種半導(dǎo)體器件的封裝。所述封裝包括聚合材料以及共價結(jié)合到所述聚合材料的有機金屬絡(luò)合劑。

根據(jù)本公開的一個方案，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該半導(dǎo)體器件具有至少一個半導(dǎo)體部件。所述方法包括：通過將有機金屬絡(luò)合劑共價結(jié)合到聚合材料來制備阻擋材料；以及將所述阻擋材料應(yīng)用到所述至少一個半導(dǎo)體部件的至少一部分，以形成阻擋層。

根據(jù)本公開的另一個方案，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該半導(dǎo)體器件具有至少一個半導(dǎo)體部件。所述方法包括：通過將至少一個穴醚嵌入聚合材料中來制備阻擋材料；以及將所述阻擋材料應(yīng)用到所述至少一個半導(dǎo)體部件的至少一部分，以形成阻擋層。

根據(jù)本公開的又一個方案，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該半導(dǎo)體器件具有至少一個半導(dǎo)體部件。所述方法包括：制備至少由冠醚和/或穴醚組成的阻擋材料；以及將所述阻擋材料應(yīng)用到所述至少一個半導(dǎo)體部件的至少一部分，以形成阻擋層。

通過下面詳細描述并參照附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到其他特征和優(yōu)點。

附圖說明

附圖中的組成部分并不一定按照比例繪制，而是重點示出本發(fā)明的原理。此外，在附圖中，相似附圖標記表示對應(yīng)部件。在附圖中：

圖1A示出了根據(jù)本公開的實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；

圖1B示出了根據(jù)本公開的實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；

圖1C示出了根據(jù)本公開的實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；

圖2示出了根據(jù)本公開的進一步實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；

圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的具有引線框架的半導(dǎo)體器件的截面圖；

圖4示出了根據(jù)本公開的進一步實施例的具有引線框架的半導(dǎo)體器件的截面圖。

具體實施方式

下面將參照附圖進行詳細描述，附圖是本文的一部分，其中示出了實現(xiàn)本發(fā)明的特定實施例。在這方面，方向術(shù)語比如“上”、“下”、“前”、“后”、“前面”、“后面”、“橫向”、“縱向”等用于表示所描述的附圖方位。因為實施例的組成部分可以定位在一些不同的方位，所以方向術(shù)語用于說明目的，而絕不是加以限制。可以理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，也可以利用其他實施例并進行結(jié)構(gòu)或邏輯更改。因此，下面具體實施方式并不具有限制意義，本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求進行限定。所描述的實施例使用的特定語言不應(yīng)被理解為對隨附的權(quán)利要求范圍進行限制。

參照圖1A，示出了根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件100A。根據(jù)一些實施例，半導(dǎo)體器件100A可以是功率半導(dǎo)體器件。

半導(dǎo)體器件100A包括例如具有半導(dǎo)體襯底(未示出)的半導(dǎo)體部件110(也稱為半導(dǎo)體芯片)。根據(jù)一些實施例，半導(dǎo)體部件110可以設(shè)置在端子140上。端子140由布置在半導(dǎo)體部件110下方的大片區(qū)域形成，半導(dǎo)體部件110以其下側(cè)焊接到端子140的上側(cè)。附圖標記150指示焊接層。焊接可以是任何類型焊接。端子140的下側(cè)被暴露以提供較大面積焊接和熱接觸。端子140的下側(cè)和外側(cè)或橫向側(cè)被暴露，而其他側(cè)面例如頂側(cè)被封裝130完全封裝起來。封裝130可以構(gòu)成半導(dǎo)體器件100A的外殼。

在一些實施例中，阻擋層120至少設(shè)置在至少一個半導(dǎo)體部件110的部分上或至少一個半導(dǎo)體部件110的部分處。阻擋層120可以包括聚合材料。阻擋層120覆蓋至少一個半導(dǎo)體部件110的至少一部分表面區(qū)域。在一些實施例中，阻擋層120可以部分或甚至全部覆蓋半導(dǎo)體部件110的頂側(cè)或頂表面。作為示例，阻擋層120可以覆蓋頂側(cè)或頂表面的至少20％，具體地至少50％，更具體地至少80％?？蛇x擇地，阻擋層120可以部分或完全覆蓋半導(dǎo)體部件110的至少一個側(cè)表面。根據(jù)一些實施例，阻擋層120可以直接布置在半導(dǎo)體部件110上，即阻擋層120與半導(dǎo)體部件110直接接觸。在其他實施例中，一個或多個其他層可以設(shè)置在阻擋層120和半導(dǎo)體部件110之間，即阻擋層120與半導(dǎo)體部件110并不直接接觸。

根據(jù)一些實施例，封裝130包圍或環(huán)繞至少一個半導(dǎo)體部件110和阻擋層120。具體地，阻擋層120至少部分設(shè)置在至少一個半導(dǎo)體部件110和封裝130之間。根據(jù)一些實施例，其可以結(jié)合本公開的其他實施例，封裝130可以由不同于阻擋層120的聚合材料的成型材料制成。

在一些實施例中，制造半導(dǎo)體器件100A的方法可以包括提供不同于阻擋層120的聚合材料的成型材料，以及封裝至少一個半導(dǎo)體部件110和阻擋層120，以形成由成型材料組成的封裝模制件(封裝130)。

在一個實施例中，通過合適的涂覆技術(shù)例如旋涂或噴印，阻擋層120的材料可以作為液體應(yīng)用。所述液體可以包含在進一步處理中固化的未反應(yīng)單體和/或聚合體。如果需要選擇性固化，通過使用允許選擇性暴露應(yīng)固化應(yīng)用液體部分的掩模，可以利用輻射例如紫外線照射應(yīng)用液體。然后，制備所述液體并移除液體的未暴露部分。

在進一步處理中，應(yīng)用熱處理以清除揮發(fā)性成分并至少部分固化液體的剩余部分，從而形成固化的阻擋層120。固化處理可以包括多次熱處理并可以循環(huán)執(zhí)行。

在例如氦氣/氧氣或氮氣/氧氣環(huán)境中的最后等離子處理可用于清潔聚合物層的表面，以減少污染和/或增加下一層的粘附力。

因而，制造阻擋層120的方法可以包括應(yīng)用包含未反應(yīng)單體和/或聚合體的液體，可選擇地照射應(yīng)用液體，根據(jù)需要使用平版掩模進行選擇性照射，可選擇地制備暴露和/或未暴露液體，進行固化熱處理和可選的等離子處理。

本公開的阻擋層120被配置為固定擴散到阻擋層120中的離子，例如來自封裝130的離子。遷移離子通常包括陽離子和陰離子。陽離子包括堿性陽離子(例如鋰、鈉或鉀離子)、堿土陽離子(例如鈣或鎂離子)和屬于周期表的其他組元素的離子，特別是過渡金屬的離子。陰離子特別包括鹵素，例如氟化物和氯化物。下面將以鈉離子為例，但是本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明也適用于需要減少遷移的其他離子。具體地，阻擋層120被配置為固定鈉離子。相應(yīng)地，根據(jù)本公開的實施例的阻擋層120可以被配置為離子吸收層。阻擋層120阻止離子到達例如半導(dǎo)體部件110的柵氧化層。由此可以減少或甚至避免半導(dǎo)體部件110的閾值電壓變化。從而確保半導(dǎo)體器件的功能。

根據(jù)一些實施例，其可以結(jié)合本公開的其他實施例，阻擋層120包括聚合材料以及共價結(jié)合到聚合材料的有機金屬絡(luò)合劑。本公開中使用的共價結(jié)合應(yīng)理解為化學(xué)鍵合，其涉及共享聚合材料和有機金屬絡(luò)合劑的原子之間的電子對。相應(yīng)地，有機金屬絡(luò)合劑不僅在聚合物基體中擴散或稀釋，而且與聚合物的分子共價結(jié)合。與在聚合物基體中擴散有機金屬絡(luò)合劑相比，通過共價結(jié)合在聚合物中固定有機金屬絡(luò)合劑有很多好處。當(dāng)僅擴散有機金屬絡(luò)合劑時，特別是在較高濃度中使用時，絡(luò)合劑可以分離并形成分離的相。此外，例如在旋涂過程中，有機金屬絡(luò)合劑可以沉淀。當(dāng)共價結(jié)合聚合物時，有機金屬絡(luò)合劑將在聚合物中均勻分布，并可以實現(xiàn)有機金屬絡(luò)合劑的較高濃度，而且可以避免沉淀。另外，金屬絡(luò)合劑是潛在的危險物質(zhì)。通過在聚合物基體中共價固定離子，可以阻止金屬絡(luò)合劑的遷移，并相應(yīng)地避免在聚合物基體的表面形成富含潛在危險濃度的金屬絡(luò)合劑區(qū)域。

根據(jù)一個實施例，封裝模制件(封裝130)的成型材料包括聚酰亞胺。阻擋層120可以嵌入在成型材料中。成型材料也可以是以下中的至少一種：環(huán)氧樹脂、PBO(聚對苯撐苯并二惡唑)、PBI(聚苯并咪唑)、聚酰亞胺、硅樹脂、BCB(雙對氯甲基苯)、PNB(對硝基苯甲酸)、聚硅氧烷和多環(huán)芳烴碳氟化合物。

根據(jù)一個實施例，無論是否具有有機金屬絡(luò)合劑，上述聚合物也可以用作半導(dǎo)體襯底和封裝模制件之間的可選保護層。進一步地，無論是否具有有機金屬絡(luò)合劑，上述聚合物也可以用作封裝模制件的不同層之間的可選中間層。例如，封裝模制件可以包括至少內(nèi)層、外層以及內(nèi)層和外層之間的中間層。封裝模制件130的內(nèi)層和外層可以使用不同的聚合物類型和/或內(nèi)層和外層中的一個或全部包含有機金屬絡(luò)合劑。此外，中間層也可以包括有機金屬絡(luò)合劑。中間層可以由不同于封裝模制件130的內(nèi)層和外層材料的聚合物制成。中間層可以與封裝模制件130的內(nèi)層和外層中的至少一層形成交界面。

例如，圖1B示出了半導(dǎo)體器件100B的一個實施例，其具有包括內(nèi)層131、外層133以及內(nèi)層131和外層133之間的中間層133的封裝130(封裝模制件)。中間層133可以作為如上所述的阻擋層120?？蛇x地，內(nèi)層131和/或外層132可以提供阻擋功能并可以包括有機金屬絡(luò)合劑。

圖1C示出了一個實施例，其中阻擋層120形成在半導(dǎo)體器件100C中的第一芯片110A(形成第一半導(dǎo)體部件)和第二芯片110B(形成第二半導(dǎo)體部件)之間。半導(dǎo)體部件110A和110B都封裝在封裝130中。

根據(jù)進一步實施例，封裝模制件(封裝130)的成型材料包括聚合材料以及嵌入或共價結(jié)合到聚合材料的有機金屬絡(luò)合劑。根據(jù)一個實施例，聚合材料可以是聚酰亞胺，并且有機金屬絡(luò)合劑可以與聚酰亞胺共價結(jié)合。進一步地，也可以使用任意一種上述聚合材料。

封裝模制件可以由具有嵌入或共價結(jié)合的有機金屬絡(luò)合劑或無附加聚合物阻擋層的有機金屬絡(luò)合劑例如穴醚或冠醚的成型材料形成。然后，將有機金屬絡(luò)合劑嵌入或共價結(jié)合到封裝模制件的聚合材料。本公開所述的附加阻擋層可以附加設(shè)置在封裝模制件的成型材料中或封裝模制件上，例如布置在半導(dǎo)體襯底和封裝模制件之間。因而，封裝模制件可以包括：成型材料，無論是否具有有機金屬絡(luò)合劑；以及可選阻擋層，其具有相同或不同的有機金屬絡(luò)合劑。

有機金屬絡(luò)合劑可以嵌入或共價結(jié)合到成型材料和阻擋層之一或二者。

半導(dǎo)體器件100A的制造方法可以包括：通過將絡(luò)合劑共價結(jié)合到聚合材料來制備阻擋材料；以及將阻擋材料應(yīng)用到至少一個半導(dǎo)體部件110的至少一部分，以形成阻擋層120。金屬絡(luò)合劑可以至少為冠醚和/或穴醚。

作為示例，阻擋層120包括聚合材料和嵌入在聚合材料中的穴醚。半導(dǎo)體器件100A的制造方法可以包括：通過將穴醚嵌入到聚合材料中來制備聚合材料；以及將阻擋材料應(yīng)用到至少一個半導(dǎo)體部件110的至少一部分，以形成阻擋層120。

根據(jù)一些實施例，其可以結(jié)合本公開的其他實施例，阻擋層120包括由共價交叉結(jié)合的有機金屬絡(luò)合劑形成的聚合材料，其中金屬絡(luò)合劑可以至少為冠醚和/或穴醚。半導(dǎo)體器件100A的制造方法可以包括：制備由冠醚和/或穴醚(以及可選的間隔區(qū)/連結(jié)區(qū))組成的材料；以及將聚合材料應(yīng)用到至少一個半導(dǎo)體部件110的至少一部分，以形成阻擋層120。

在一些實施例中，半導(dǎo)體器件的制造方法如下。單體可以與冠醚和/或穴醚預(yù)反應(yīng)，以形成具有有機金屬絡(luò)合功能的單體。通過使用此類功能化單體，可以獲得較高濃度的冠醚和/或穴醚，因而進一步提高阻擋層的固定或離子吸收特性?？蛇x擇地，可以添加其他單體或聚合體。通常，具有共價結(jié)合到其上的冠醚或穴醚的單體可以聚合在一起，以形成阻擋材料。在其他示例中，單體可以首先聚合在一起，然后形成的聚合物可以與冠醚和/或穴醚進行反應(yīng)。

根據(jù)一些實施例，聚合物可以預(yù)聚合并且可以制備溶液，其可以通過例如旋涂施加到半導(dǎo)體部件?？蛇x擇地，制造方法可以包括：在應(yīng)用溶液之后，通過輻射聚合作用和/或熱聚合作用，干燥應(yīng)用的溶液并固化預(yù)聚物。

在其他實施例中，可以使用單體制備旋涂溶液，并可以執(zhí)行旋涂。通過輻射聚合作用和/或熱聚合作用，可以再次進行固化。

在其他實施例中，可以通過自由基聚合作用進行固化。在這種情況下，可以制備旋涂溶液并可以在旋涂工藝之前將引發(fā)劑(如兩種組分膠粘劑)立即添加到溶液中。通過引發(fā)劑誘發(fā)的聚合作用，可以執(zhí)行旋涂工藝并可以固化涂層材料?？蛇x擇地，為了支持/加速聚合作用，可以應(yīng)用輻射能量或熱能。

在其他實施例中，可以使用無有機金屬絡(luò)合劑的聚合物，并且可以將具有共價結(jié)合的有機金屬絡(luò)合劑的交叉結(jié)合試劑添加到聚合物溶液中?？梢詧?zhí)行旋涂工藝并可以涂覆能夠干燥和交叉結(jié)合的材料。

根據(jù)一些實施例，通過印刷工藝例如絲網(wǎng)印刷、漏版印刷或噴墨印刷，而非旋涂工藝，可以應(yīng)用阻擋材料。

共價結(jié)合到聚合材料的有機金屬絡(luò)合劑的濃度可以在非常廣的范圍內(nèi)變化，例如從每200g聚合材料1摩爾有機金屬絡(luò)合劑到每150000g聚合材料1摩爾有機金屬絡(luò)合劑。在通常的實施例中，共價結(jié)合到聚合材料的有機金屬絡(luò)合劑的濃度在每300g聚合材料1摩爾有機金屬絡(luò)合劑到每300000g聚合材料1摩爾有機金屬絡(luò)合劑范圍內(nèi)。例如，共價結(jié)合到聚合材料的有機金屬絡(luò)合劑的濃度在每600g聚合材料1摩爾有機金屬絡(luò)合劑到每30000g聚合材料1摩爾有機金屬絡(luò)合劑范圍內(nèi)。較高的有機金屬絡(luò)合劑濃度能夠改善阻擋層120的離子吸收特性。

冠醚是能夠絡(luò)合離子例如鈉離子的環(huán)醚。結(jié)合在冠醚結(jié)構(gòu)中的氧原子帶有部分負電荷，并且它們的價電子可以結(jié)合離子例如鈉離子。由于鈉離子的正電荷分布在許多氧原子上面，因此形成穩(wěn)定的絡(luò)合，如同圍繞鈉離子形成一個環(huán)。

通常，冠醚是具有通式(-CR¹R²-CR³R⁴-O)_x-或具有類似或相關(guān)結(jié)構(gòu)的環(huán)醚，其中x通常是至少為四(4)到八(8)的整數(shù)。R¹至R⁴是有機基團，并且R¹至R⁴中的大多數(shù)通常是氫或非功能性基團，通常為低級脂肪或芳香族基團。至少一次發(fā)生中的R¹至R⁴中的至少一個包括功能基，不過，其能夠通過與單體、聚合體或交聯(lián)劑的功能基反應(yīng)形成共價結(jié)合。根據(jù)一些實施例，其可以結(jié)合本公開的其他實施例，結(jié)合到阻擋層的冠醚包括至少以下之一：

－15-冠-5及其衍生物，

－18-冠-6及其衍生物，

－12-冠-4及其衍生物，

－21-冠-7及其衍生物，

－24-冠-8及其衍生物，以及任何組合。

穴醚是類似于冠醚的化合物，其與離子例如鈉離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合。與冠醚類似，穴醚是環(huán)醚，但是其中兩個氧原子被替換為氮原子。氮原子的可用自由價能夠使氮與附加醚鍵結(jié)合。相應(yīng)地，甚至更多氧原子能夠與鈉離子相互作用，并形成甚至更穩(wěn)定的絡(luò)合，如同杯子一樣，強制附加到離子例如鈉離子上面。

與上文關(guān)于冠醚的描述類似，穴醚也包括至少一個功能基，其能夠通過與單體、聚合體或交聯(lián)劑的功能基反應(yīng)形成共價結(jié)合。根據(jù)一些實施例，其可以結(jié)合本公開的其他實施例，穴醚包括[2.2.2]穴醚(＝1,10-二氮雜-4,7,13,16,21,24-六氧雜二環(huán)[8.8.8]二十六烷)及其衍生物。適合本發(fā)明的穴醚的另一個例子是[2.2.1]穴醚。

根據(jù)一些實施例，其可以結(jié)合本公開的其他實施例，阻擋層120的聚合材料是均聚物或共聚物。此處，術(shù)語“共聚物”包括嵌段共聚物和無規(guī)共聚物，并包括由兩個、三個、四個或更多不同單體生成的任何共聚物。例如，從以下材料中選擇適合的單體：酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、含有功能側(cè)鏈的單體、甲基丙烯酸酯及其組合。

聚合物主鏈中包含有機金屬絡(luò)合劑的聚合物的制備方法如下：將具有至少兩個功能基的至少一個冠醚和/或穴醚與具有能夠與有機金屬絡(luò)合劑的功能基反應(yīng)的至少兩個功能基的至少一個單體進行反應(yīng)。作為一個具體例子，二氨基衍生的冠醚可能與二酸或二酸酐衍生的單體反應(yīng)，從而在主鏈中合成包含有機金屬絡(luò)合劑的聚合物。作為另一個例子，二鹵衍生的冠醚可能與硅烷反應(yīng)，從而合成此類聚合物。

阻擋層120的聚合材料包括在工作溫度條件下呈現(xiàn)固態(tài)或半固態(tài)的材料。特別地，工作溫度取決于特定聚合材料的類型。例如，對于聚酰亞胺，工作溫度通常在-55℃至250℃范圍內(nèi)，典型地在-55℃至175℃范圍內(nèi)，例如0℃至120℃。在工作溫度條件下，半固態(tài)材料通常具有高粘性，并包括例如蠟等材料。在應(yīng)用過程中，溫度也可能會更高。在快原子轟擊處理中，將會使用更高的溫度(例如在固化過程中)。

下面是在聚合物主鏈中結(jié)合了18-冠-6衍生物的聚酰亞胺均聚物和共聚物的示例。例如，二氨基功能冠醚衍生物例如4,4'-二氨基苯并-18-冠-6(DAB18)可以通過縮聚與一個或多個二酐功能化合物例如二苯基酸酐六氟丙烷(6FDA)和二苯醚酸酐(ODPA)進行反應(yīng)。

由DAB-18與6FDA和ODPA的聚合作用生成的均聚物將分別由重復(fù)鏈段DAB18-6FDA或DAB-ODPA組成，如下所示。由DAB-18與6FDA和ODPA的聚合作用生成的無規(guī)共聚物或嵌段共聚物將包括DAB18-6FDA和DAB-ODPA的重復(fù)鏈段，不過存在潛在變化量。

單體雙(氨基苯)芴(BAPF)的進一步結(jié)合將增加生成的聚酰亞胺的疏水性，并增加非質(zhì)子極性溶劑的溶解度，這是旋涂工藝所需的特性。

存在BAPF的情況下，由DAB-18與6FDA或ODPA的聚合作用生成的共聚物DAB18-6FDA-BAPF和DAB18-ODPA-BAPF中的重復(fù)鏈段如下所示。也可以制備由DAB-18與6FDA、ODPA和BAPF的聚合作用生成的共聚物。

由于冠醚和/或穴醚共價固定在聚合物(例如聚酰亞胺鏈或側(cè)鏈)中，因此，先前捕獲的鈉離子只有離開絡(luò)合才能遷移。由于結(jié)合常數(shù)非常高，因此，當(dāng)使用聚合物時，可以大幅減慢或甚至阻止鈉離子的遷移。

根據(jù)本公開的進一步實施例，封裝可以包括聚合材料以及與聚合材料共價結(jié)合的有機金屬絡(luò)合劑。例如，聚合材料可以是上面所述的阻擋層的聚合材料。在這種情況下，半導(dǎo)體器件100A可以沒有獨立不同的阻擋層。封裝配置為固定離子，例如鈉離子。相應(yīng)地，封裝可以配置為離子吸收元素。

根據(jù)進一步實施例，封裝可以包括共聚物，其包括：(a)聚酰亞胺以及與聚合材料共價結(jié)合的有機金屬絡(luò)合劑；(b)無有機金屬絡(luò)合劑的聚酰亞胺。例如，這種聚合物的制備方法可以包括：共聚具有與單體(沒有有機金屬絡(luò)合劑)共價結(jié)合的有機金屬絡(luò)合劑的單體例如酰亞胺。因而，可以使用不同的單體。例如，可以在存在酸酐的情況下聚合單體。

根據(jù)進一步實施例，封裝可以包括共聚物，其包括：(a)聚合物以及與聚合物共價結(jié)合的有機金屬絡(luò)合劑；(b)無有機金屬絡(luò)合劑的聚合物。聚合物可以為以下中的至少一種：環(huán)氧樹脂、PBO、PBI、聚酰亞胺、硅樹脂、BCB、PNB、聚硅氧烷、SOG、和多環(huán)芳烴碳氟化合物中。無論是否具有有機金屬絡(luò)合劑，聚合物可以是相同的，也可以是不同的。

半導(dǎo)體部件通常包括一個分離的半導(dǎo)體器件，例如功率FET(場效應(yīng)晶體管)或IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。此類器件包括布置在半導(dǎo)體部件的有源區(qū)中的多個大致相同的單元。對于功率IC，還可以有諸如溫度和/或電流傳感器等附加器件或附加MOSFET器件。對于此類傳感器的電連接，半導(dǎo)體器件可以包括至少一個附加端子，也可稱為傳感器端子。

本公開的半導(dǎo)體器件通常是分離的功率器件，不包括用于驅(qū)動分離的器件的任何邏輯驅(qū)動器或驅(qū)動級。此外，與包括至少兩個功率器件以形成例如半橋的模塊不同，每個半導(dǎo)體器件只能包括一個分離的半導(dǎo)體器件。不過，半導(dǎo)體器件還可以包括由分離的半導(dǎo)體器件形成的模塊，其中為每個分離的器件提供一個附加端子，該端子與幾個、許多或所有場電極電連接。另外，還可以為分離的器件的場電極提供通用端子或者為分離的器件的子組提供通用端子。

半導(dǎo)體部件可以由適于制造半導(dǎo)體器件的任何半導(dǎo)體材料制成。此類材料的例子包括但不限于：基本半導(dǎo)體材料，例如硅(Si)；組IV化合物半導(dǎo)體材料，例如碳化硅(SiC)或鍺化硅(SiGe)；二元、三元或四元III-V半導(dǎo)體材料，例如砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、磷化銦鎵(InGaPa)或磷化銦鎵砷(InGaAsP)；以及二元或三元II-VI半導(dǎo)體材料，例如碲化鎘(CdTe)和碲鎘汞(HgCdTe)等。上述半導(dǎo)體材料也稱為同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。當(dāng)合并兩種不同的半導(dǎo)體材料時，將會形成同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料的例子包括但不限于硅(Si_xC_1-x)和SiGe同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。對于功率半導(dǎo)體應(yīng)用，目前主要適于Si、SiC和GaN材料。

圖2示出了根據(jù)本公開的進一步實施例的半導(dǎo)體器件200的截面圖。半導(dǎo)體器件200類似于上面參照圖1A描述的半導(dǎo)體器件100，不同之處在于阻擋層220的位置。

具體地，阻擋層220作為中間層設(shè)置在至少一個半導(dǎo)體部件110中。例如，阻擋層220可以設(shè)置為中間介電層。

圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的具有封裝的半導(dǎo)體器件300的截面圖。半導(dǎo)體器件300包括至少部分嵌入封裝130的引線框架310，其中至少一個半導(dǎo)體部件110電連接到引線框架310。

在圖3中，形成在半導(dǎo)體部件110上面的金屬層或金屬焊盤通過鍵合線與對應(yīng)的端子或區(qū)域鍵合。圖3僅示出了第一端子320。第一端子320的上面形成鍵合線310的接觸焊盤。第一端子320的下側(cè)和外側(cè)暴露，同時包括接觸焊盤側(cè)的其他面被封裝130的成型材料完全包覆。第二端子140由布置在半導(dǎo)體部件110下側(cè)的大片區(qū)域形成，其下側(cè)焊接到第二端子140的上側(cè)。附圖標記150指示焊接層。焊接可以是任何類型焊接。第二端子140的底面暴露以提供較大面積焊接和熱接觸。

半導(dǎo)體器件300包括阻擋層320，其具有開口或間斷326。開口或間斷326可以被配置為提供鍵合線310接觸半導(dǎo)體部件110的接觸面。具體地，開口或間斷326可以露出半導(dǎo)體部件110的一部分以提供接觸面。在一些實施例中，阻擋層320可以具有設(shè)置在接觸面第一側(cè)的第一部322和設(shè)置在接觸面第二側(cè)(在第一側(cè)的相對側(cè))的第二部324。

如上所述，半導(dǎo)體器件300可以包括例如電連接半導(dǎo)體部件110的源極金屬層和第一端子320的鍵合連接，其中鍵合線310嵌入在封裝130中。在一個實施例中，其可以結(jié)合本公開的其他實施例，通過形成第二接合連接的另一鍵合線，其嵌入在封裝130中，柵極金屬層可以電連接到第三端子(未示出)。

圖4示出了根據(jù)本公開的進一步實施例的具有封裝的半導(dǎo)體器件400的截面圖。半導(dǎo)體器件400包括至少部分嵌入封裝130的引線框架，其中至少一個半導(dǎo)體部件110電連接到引線框架。具體地，引線框架可以是芯片410。

通過半導(dǎo)體部件110的底面上形成的金屬層，半導(dǎo)體部件110也可以焊接到第二端子140。附圖標記150指示焊接層。與圖3的區(qū)別在于，至少半導(dǎo)體部件110的源極金屬層可以焊接到芯片410，其可以是銅焊連接。芯片410焊接到第一端子420。可選擇地，第一端子420可以包括裸片附接焊盤，其中半導(dǎo)體部件110的源極金屬層焊接到裸片附接焊盤。圖4的實施例示出了銅鍵合連接的產(chǎn)生的較低阻抗。

半導(dǎo)體器件400包括阻擋層320，其類似于參照圖3所述的阻擋層。阻擋層320的開口或間斷426可以大于圖3所示的開口或間斷326。具體地，芯片410和半導(dǎo)體部件110之間的接觸面可以大于鍵合線310和半導(dǎo)體部件110之間的接觸面。

如上所述，有機金屬絡(luò)合劑被設(shè)置為固定或吸收離子，例堿離子。有機金屬絡(luò)合劑能夠被共價結(jié)合到阻擋層的聚合材料或能夠形成聚合材料以提高具有離子吸收特性的阻擋層。

進一步如上所述，有機金屬絡(luò)合劑被設(shè)置為具有用于固定離子的絞合遷移的離子的能力的絞合劑。

表示空間相對位置的術(shù)語“在…之下”、“在…下面”、“下面”、“上面”等用于簡化描述以說明一個部件相對于另一部件的位置關(guān)系。這些術(shù)語包括器件的不同方位以及不同于附圖所示的方位。此外，比如“第一”、“第二”等術(shù)語也用于說明不同的部件、區(qū)域、部分等，但并沒有任何限制含義。在本公開中，相同術(shù)語表示相同部件。

在本公開中，“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等術(shù)語是開放式術(shù)語，表示存在所述部件或特征，但并不排除其他部件或特征。

通過以上范圍的變型和應(yīng)用描述，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于前面描述，也不限于附圖示例。本發(fā)明僅受隨附的權(quán)利要求及其同等法律內(nèi)容限制。