本實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)。
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半導(dǎo)體材料的組合來制造共源共柵器件,諸如與硅器件共源共柵的常開III-N耗盡型HEMT。使用該材料組合有助于使用常開的III-N耗盡型器件實現(xiàn)常關(guān)狀態(tài)。在構(gòu)造為開關(guān)的共源共柵器件中,由于在高漏極偏置下工作的III-N器件的高泄漏電流,使得硅器件通常以雪崩模式工作。在雪崩工作模式中,III-N器件的柵極在絕對柵極到源極電壓超過器件夾斷電壓的大應(yīng)力下。惡劣的應(yīng)力條件(諸如,以雪崩模式操作硅器件)使器件可靠性退化、降低擊穿電壓以及增大泄漏電流。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在分開的封裝中保護硅器件和耗盡型器件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。該方法的缺點是增大封裝的數(shù)量增大了共源共柵半導(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。有成本效率地實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和方法將具有另外的優(yōu)勢。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的一個技術(shù)問題是提供改進(jìn)的半導(dǎo)體組件。
根據(jù)本實用新型的一個方面,提供了一種半導(dǎo)體組件,所述半導(dǎo)體組件包括:支撐件,所述支撐件具有第一器件接納結(jié)構(gòu)、第二器件接納結(jié)構(gòu)、第一引線、第二引線和第三引線;第一半導(dǎo)體芯片,所述第一半導(dǎo)體芯片具有第一表面和第二表面,其中第一柵極接合焊盤從所述第一表面的第一部分延伸,源極接合焊盤從所述第一表面的第二部分延伸,以及漏極接合焊盤從所述第一表面的第三部分延伸,所述第一半導(dǎo)體芯片的所述第二表面接合至所述第一器件接納結(jié)構(gòu),所述第一半導(dǎo)體芯片由硅半導(dǎo)體材料來構(gòu)造;第二半導(dǎo)體芯片,所述第二半導(dǎo)體芯片具有第一表面和第二表面,所述第二半導(dǎo)體芯片的柵極接合焊盤從所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第一部分延伸,所述第二半導(dǎo)體芯片的源極接合焊盤從所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第二部分延伸,以及漏極接合焊盤從所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第三部分延伸,所述第二半導(dǎo)體芯片由III族氮化物半導(dǎo)體材料來構(gòu)造,所述第二半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤電耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片的所述漏極接合焊盤,所述第二半導(dǎo)體芯片的所述柵極接合焊盤電耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤,以及所述第二半導(dǎo)體芯片的所述漏極接合焊盤電耦接至所述第二器件接納結(jié)構(gòu);第一電互連,所述第一電互連耦接在所述第一半導(dǎo)體器件的所述柵極接合焊盤與所述第一引線之間;以及第二電互連,所述第二電互連耦接在所述第一半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤與所述第三引線之間。
在一個實施例中,所述半導(dǎo)體組件還包括第三電互連,所述第三電互連耦接在所述第二引線與所述第一半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤之間。
在一個實施例中,所述第二器件接納結(jié)構(gòu)包括基座。
在一個實施例中,所述第二半導(dǎo)體芯片以倒裝芯片構(gòu)造耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片。
在一個實施例中,所述第二器件接納結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第三導(dǎo)電結(jié)構(gòu),其中:所述第一半導(dǎo)體芯片的所述第二表面耦接至模制化合物的第一部分,以及第二器件接納結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu),所述模制化合物的第二部分在所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)與所述第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間,其中所述第二半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤電耦接至所述第一器件接納結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電材料,以及所述第二半導(dǎo)體芯片的所述漏極接合焊盤電耦接至所述第二器件接納結(jié)構(gòu)的第一部分,以及所述第二半導(dǎo)體芯片的所述柵極接合焊盤電耦接至所述第二器件接納結(jié)構(gòu)的第二部分。
在一個實施例中,所述第一半導(dǎo)體芯片的所述漏極接合焊盤電耦接至所述第二器件接納結(jié)構(gòu)的所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu),其中所述第一半導(dǎo)體芯片的所述漏極接合焊盤通過第一夾持件電耦接至所述第二器件接納結(jié)構(gòu)的所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
在一個實施例中,所述半導(dǎo)體組件還包括第一接合線,所述第一接合線耦接在所述第一半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤與所述第二器件接納結(jié)構(gòu)的所述第三導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間。
在一個實施例中,所述半導(dǎo)體組件還包括第二夾持件,所述第二夾持件耦接在所述第一夾持件與所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第二表面之間。
根據(jù)本實用新型的另一方面,提供了一種半導(dǎo)體組件,所述半導(dǎo)體組件包括:支撐件,所述支撐件包括具有第一表面和第二表面的導(dǎo)電襯底,所述支撐件還包括第一引線、第二引線和第三引線;第一電介質(zhì)材料,所述第一電介質(zhì)材料耦接至所述支撐件的所述第一表面的第一部分;第一半導(dǎo)體芯片,所述第一半導(dǎo)體芯片具有第一表面和第二表面,其中第一柵極接合焊盤從所述第一半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第一部分延伸,源極接合焊盤從所述第一半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第二部分延伸,以及漏極接合焊盤從所述第一半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第三部分延伸,所述第一半導(dǎo)體芯片的所述第二表面接合至所述第一電介質(zhì)材料,所述第一半導(dǎo)體芯片由硅半導(dǎo)體材料來構(gòu)造;第二半導(dǎo)體芯片,所述第二半導(dǎo)體芯片具有第一表面和第二表面,所述第二半導(dǎo)體芯片的柵極接合焊盤從所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第一部分延伸,所述第二半導(dǎo)體芯片的源極接合焊盤從所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第二部分延伸,以及漏極接合焊盤從所述第二半導(dǎo)體芯片的所述第一表面的第三部分延伸,所述第二半導(dǎo)體芯片由氮化鎵半導(dǎo)體材料來構(gòu)造,所述第二半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤電耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片的所述漏極接合焊盤,所述第二半導(dǎo)體芯片的所述柵極接合焊盤電耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤,以及所述第二半導(dǎo)體芯片的所述漏極接合焊盤電耦接至所述支撐件;第一電互連,所述第一電互連耦接在所述第一半導(dǎo)體芯片的所述柵極接合焊盤與所述第一引線之間;以及第二電互連,所述第二電互連耦接在所述第一半導(dǎo)體芯片的所述源極接合焊盤與所述第二引線之間。
在一個實施例中,所述第二半導(dǎo)體芯片以倒裝芯片構(gòu)造電耦接至所述第一半導(dǎo)體芯片。
本實用新型的一個有益效果是提供了改進(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)行閱讀來更好地理解本實用新型,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)本實用新型的實施例的適用于制造共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;
圖2是根據(jù)本實用新型的實施例的適用于制造共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;
圖3是根據(jù)本實用新型的實施例的適用于制造共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;
圖4是根據(jù)本實用新型的實施例的適用于制造共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片的俯視圖;
圖5是共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的電路示意圖;
圖6是共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的電路示意圖;
圖7是共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的電路示意圖;
圖8是根據(jù)本實用新型的實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖9是沿著圖8的截面線9-9得到的圖8的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖10是沿著圖8的截面線10-10得到的圖8的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖11是沿著圖8的截面線11-11得到的圖8的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖12是沿著圖8的截面線12-12得到的圖8的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖13是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(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的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖15是沿著圖13的截面線15-15得到的圖13的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖16是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖17是沿著圖16的截面線17-17得到的圖16的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖18是沿著圖16的截面線18-18得到的圖16的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖19是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖20是沿著圖19的截面線20-20得到的圖19的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖21是沿著圖19的截面線21-21得到的圖19的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖22是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖23是沿著圖22的截面線23-23得到的圖22的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖24是沿著圖22的截面線24-24得到的圖22的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖25是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖26是沿著圖25的截面線26-26得到的圖25的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖27是沿著圖25的截面線27-27得到的圖25的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖28是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖29是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖30是沿著圖29的截面線30-30得到的圖29的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖31是沿著圖29的截面線31-31得到的圖29的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖32是沿著圖29的截面線32-32得到的圖29的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖33是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖34是沿著圖33的截面線34-34得到的圖33的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖35是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖36是沿著圖35的截面線36-36得到的圖35的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖37是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖38是沿著圖37的截面線38-38得到的圖37的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖39是沿著圖37的截面線39-39得到的圖37的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖40是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖41是沿著圖40的截面線41-41得到的圖40的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的截面視圖;
圖42是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;
圖43是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖;以及
圖44是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的共源共柵構(gòu)造的半導(dǎo)體組件的俯視圖。
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,為了描述的簡潔,省略了公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),以及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)本實用新型的實施例也可以是互補器件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,如此處使用的詞“在...的期間”、“在...的同時”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些小但合理的延遲(諸如傳播延遲)。詞“大約”、“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)域中公知的,一直有阻止值或者位置如規(guī)定的那樣精確的較小差異。在本領(lǐng)域中充分地確認(rèn),高達(dá)約百分之十(10%)(以及對于半導(dǎo)體摻雜濃度高達(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。
具體實施方式
本申請是由Balaji Padmanabhan等人在2015年7月24日提交的標(biāo)題為“SEMICONDUCTOR COMPONENT AND METHOD OF MANUFACTURE”的臨時專利申請No.62/196,648的非臨時申請,該臨時專利申請通過引用整體地合并于此,并且在此要求共同主題的優(yōu)先權(quán)。
圖1是根據(jù)本實用新型實施例的適用于制造半導(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(在圖6和7中示出),其中在頂表面12的一部分上或者從頂表面12的一部分形成柵極接合焊盤16,在頂表面12的另一個部分上或者從頂表面12的另一個部分形成源極接合焊盤18,以及在頂表面12的另一個部分上或者從頂表面12的另一個部分形成漏極接合焊盤20。根據(jù)實施例,半導(dǎo)體芯片10是矩形形狀的硅基半導(dǎo)體材料,其中半導(dǎo)體材料可以被稱為半導(dǎo)體材料的主體。柵極接合焊盤16是正方形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu),該正方形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電連接至半導(dǎo)體器件的漏極區(qū)域以及在矩形形狀的硅基半導(dǎo)體材料的角落中形成。源極接合焊盤18是具有矩形形狀的導(dǎo)電材料,該矩形形狀具有兩個相對側(cè),其中在源極接合焊盤18的角落中形成凹口22。在凹口22的區(qū)域中形成柵極接合焊盤16。在源極接合焊盤18的與已經(jīng)形成凹口22的側(cè)相對的一側(cè)上,形成矩形形狀的凹口24,留下矩形形狀的延伸部26和28。在凹口24的區(qū)域中(即,在延伸部26與28之間)形成矩形形狀的漏極接合焊盤20。
圖2是根據(jù)本實用新型實施例的適用于制造半導(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(在至少圖20和21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,以及在頂表面52的另一個部分上或者從頂表面52的另一個部分形成漏極接合焊盤60。根據(jù)實施例,半導(dǎo)體芯片50是矩形形狀的硅基半導(dǎo)體材料,其中半導(dǎo)體材料可以被稱為半導(dǎo)體材料的主體。柵極接合焊盤56是在矩形形狀的硅基半導(dǎo)體材料的角落中形成的正方形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。源極接合焊盤58是具有矩形形狀的導(dǎo)電材料,該矩形形狀具有兩個相對側(cè),其中凹口62形成在源極接合焊盤58的一側(cè)中,以及延伸部64從與形成柵極接合焊盤56的源極接合焊盤58的一側(cè)相對的源極接合焊盤58的一側(cè)延伸。在凹口62的區(qū)域中形成柵極接合焊盤56。在源極接合焊盤58的與形成凹口62的側(cè)相對的一側(cè)中形成凹口66。在形成凹口66之后留下延伸部64。在凹口66中形成矩形形狀的漏極接合焊盤60。
圖3是根據(jù)本實用新型實施例的適用于制造半導(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(至少在圖6和圖7中示出),其中在頂表面72的一部分上或者從頂表面72的一部分形成柵極接合焊盤76A和76B,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78,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80。根據(jù)實施例,由化合物半導(dǎo)體材料(諸如,III族氮化物半導(dǎo)體材料)制備半導(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,氮化鎵)。III族氮化物半導(dǎo)體材料可以被稱為III-N半導(dǎo)體材料、III族氮化物基半導(dǎo)體材料、III-N基半導(dǎo)體材料等等。該材料可以被稱為半導(dǎo)體材料的主體。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。
圖4是根據(jù)本實用新型實施例的適用于制造半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體芯片84的俯視圖。半導(dǎo)體芯片84具有頂表面85和底表面87(在至少圖20和21中示出),其中在頂表面85的一部分上或者從頂表面85的一部分形成柵極接合焊盤86,在頂表面85的另一個部分上或者從頂表面85的另一個部分形成源極接合焊盤88,以及在頂表面85的另一個部分上或者從頂表面85的另一個部分形成漏極接合焊盤90。根據(jù)實施例,由化合物半導(dǎo)體材料(諸如,III族氮化物半導(dǎo)體材料)制備半導(dǎo)體芯片84。因此,半導(dǎo)體芯片84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84的襯底材料包括III族氮化物材料(諸如,氮化鎵)。III族氮化物半導(dǎo)體材料可以被稱為III-N半導(dǎo)體材料、III族氮化物基半導(dǎo)體材料、III-N基半導(dǎo)體材料等等。該材料可以被稱為半導(dǎo)體材料的主體。半導(dǎo)體芯片(諸如,半導(dǎo)體芯片84)可以被稱為半導(dǎo)體管芯。
圖5是共源共柵構(gòu)造中的半導(dǎo)體組件的電路示意81。半導(dǎo)體組件包括晶體管89和83,其中晶體管89具有柵極電極89G、源極電極89S和漏極電極89D,以及晶體管83具有柵極電極83G、源極電極83S、漏極電極83D和主體/襯底端子83B。漏極電極89D電連接至源極電極83S以及源極電極89S電連接至柵極電極83G。漏極電極83D可以被耦接用于接收電路示意81的共源共柵半導(dǎo)體組件的第一工作電位源(諸如,電位VDD),柵極電極89G充當(dāng)電路示意81的共源共柵半導(dǎo)體組件的輸入端子,以及源極電極89S被耦接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晶體管83的襯底是浮置的,因此半導(dǎo)體組件81可以被稱為在浮置構(gòu)造或者襯底浮置構(gòu)造中。
圖6是共源共柵構(gòu)造中的半導(dǎo)體組件的電路示意95。半導(dǎo)體組件包括晶體管89和83,其中晶體管89具有柵極電極89G、源極電極89S和漏極電極89D,以及晶體管83具有柵極電極83G、源極電極83S、漏極電極83D和主體/襯底端子83B。漏極電極89D電連接至源極電極83S,以及源極電極89S電連接至柵極電極83G。漏極電極83D可以被耦接用于接收電路示意95的共源共柵半導(dǎo)體組件的第一工作電位源(諸如,電位VDD),柵極電極89G充當(dāng)電路示意95的共源共柵半導(dǎo)體組件的輸入端子,以及源極電極89S被耦接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83的襯底端子83B電連接至晶體管83的源極電極83S以及晶體管89的漏極電極。因此,晶體管83的襯底耦接至與晶體管83的源極電極83S或者晶體管89的漏極電極89D相同的電位。
圖7是共源共柵構(gòu)造中的半導(dǎo)體組件的電路示意97。半導(dǎo)體組件包括晶體管89和83,其中晶體管89具有柵極電極89G、源極電極89S和漏極電極89D,以及晶體管83具有柵極電極83G、源極電極83S、漏極電極83D和主體/襯底端子83B。晶體管89的漏極電極89D電連接至晶體管83的源極電極83S,以及晶體管89的源極電極89S電連接至晶體管83的柵極電極83G。漏極電極83D可以被耦接用于接收電路示意97的共源共柵半導(dǎo)體組件的第一工作電位源(諸如,電位VDD),柵極電極89G充當(dāng)電路示意97的共源共柵半導(dǎo)體組件的輸入端子,以及源極電極89S被耦接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83的襯底端子83B電連接至晶體管89的源極電極89S。因此,晶體管83的襯底耦接至與晶體管89的源極電極89S相同的電位。
圖8是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件102的半導(dǎo)體組件100的俯視圖,半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70安裝至該支撐件102。圖9是沿著圖8的截面線9-9得到的半導(dǎo)體組件100的截面視圖;圖10是沿著圖8的截面線10-10得到的半導(dǎo)體組件100的截面視圖;圖11是沿著圖8的截面線11-11得到的半導(dǎo)體組件100的截面視圖;以及圖12是沿著圖8的截面線12-12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8-12。支撐件102包括器件接納結(jié)構(gòu)104、器件接納結(jié)構(gòu)106、柵極引線108、開爾文引線110和源極引線112,以及支撐件102被構(gòu)造為封裝在QFN封裝中。器件接納結(jié)構(gòu)104包括正方形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu),該正方形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有與主要表面104B相對并且間隔距離D1的主要表面104A。器件接納結(jié)構(gòu)104具有相對的邊緣104C和104D。器件接納結(jié)構(gòu)106包括矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu),該矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有與主要表面106B相對并且間隔距離D2的主要表面106A。器件接納結(jié)構(gòu)106具有邊緣106C。通過示例的方式,距離D1小于距離D2。柵極引線108包括具有邊緣108C的矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。開爾文引線110包括矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu),該矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有與主要表面110B相對并且間隔距離D3的主要表面110A。開爾文引線110具有邊緣110C。源極引線112包括矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu),該矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有與主要表面112B相對并且間隔距離D4的主要表面112A。器件接納結(jié)構(gòu)112具有邊緣112C。通過示例的方式,距離D2、D3和D4基本上相同;邊緣104C面向邊緣106C,邊緣108C面向邊緣104D,邊緣110C面向邊緣104D,以及邊緣112C面向邊緣104D。用于器件接納結(jié)構(gòu)104、器件接納結(jié)構(gòu)106、柵極引線108、源極引線110和漏極引線112的合適材料包括銅、鋁等等。
支撐件102被構(gòu)造為使得器件接納結(jié)構(gòu)104橫向地安置在器件接納結(jié)構(gòu)106與引線108、110和112之間以使得邊緣104D鄰近或者面向邊緣106C,邊緣108C鄰近或者面向邊緣104D,邊緣110C鄰近或者面向邊緣104D,以及邊緣112C鄰近或者面向邊緣104D。器件接納結(jié)構(gòu)104被安置為使得表面104B以及邊緣104C和104D接觸熱增強的模制化合物120。另外,器件接納結(jié)構(gòu)106的邊緣106C以及引線108、110和112的邊緣108C、110C和112C分別地接觸熱增強模制化合物120。因此,器件接納結(jié)構(gòu)104部分地嵌入在熱增強模制化合物120中。根據(jù)實施例,相對于器件接納結(jié)構(gòu)106安置器件接納結(jié)構(gòu)104以使得表面104A和106A不共面而垂直地間隔開距離D5。
半導(dǎo)體芯片10安裝至或者接合至器件接納結(jié)構(gòu)104。更具體地,在器件接納結(jié)構(gòu)104的表面104A上形成管芯附著材料130的層,以及半導(dǎo)體芯片10的表面14放置在管芯附著材料130中。在包括矩形形狀的延伸部26和28的源極接合焊盤18、漏極焊盤20、源極引線112和器件接納結(jié)構(gòu)106上形成接合劑132。用于接合劑132的合適材料包括焊料、導(dǎo)電粘合劑、導(dǎo)電管芯附著材料等等。根據(jù)實施例,距離D5被設(shè)置為使得硅芯片10的表面12與器件接納結(jié)構(gòu)106的表面106A基本上共面。
半導(dǎo)體芯片70以倒裝芯片構(gòu)造接合至半導(dǎo)體芯片10和器件接納結(jié)構(gòu)106。因此,半導(dǎo)體芯片70的柵極接合焊盤76A接合至延伸部28,半導(dǎo)體芯片70的柵極接合焊盤76B接合至延伸部26,以及半導(dǎo)體芯片70的源極接合78接合至半導(dǎo)體芯片10的漏極接合焊盤20。
具有端子133A和133B的夾持件133使源極接合焊盤18與源極引線112電連接。端子133A通過接合劑132連接至源極引線112,以及端子133B通過接合劑132連接至源極接觸18。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。源極接合焊盤18通過接合線134電連接至開爾文引線110,以及柵極接合焊盤16通過接合線136電連接至柵極引線108。接合線(諸如接合線134和136)可以被稱為導(dǎo)線接合(wirebond)。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件102(分別包括器件接納結(jié)構(gòu)104和106的表面104A和106A)、半導(dǎo)體芯片10、半導(dǎo)體芯片70和夾持件133包封在保護材料(諸如,模制化合物(未示出))中。模制化合物120可以是可以包封半導(dǎo)體芯片10、半導(dǎo)體芯片70和夾持件133的模制化合物的一部分??梢酝ㄟ^圖5所示的電路示意81示意性地表示圖8-12所示的半導(dǎo)體組件100,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。為了方便起見,半導(dǎo)體芯片70可以被稱為半導(dǎo)體芯片。
圖13是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件102的半導(dǎo)體組件200的俯視圖,半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70安裝至該支撐件102。圖14是沿著圖13的截面線14-14得到的半導(dǎo)體組件200的截面視圖,以及圖15是沿著圖13的截面線15-15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13-15。已經(jīng)參考圖8-12對包括半導(dǎo)體芯片10和70的支撐件102進(jìn)行了描述。如上面討論的,支撐件102被構(gòu)造為供QFN封裝使用。半導(dǎo)體組件200與半導(dǎo)體組件100的不同在于:半導(dǎo)體組件200中不存在接合線134和夾持件133,以及源極接合焊盤18通過導(dǎo)電夾持件202電耦接至開爾文引線110和源極引線112。更具體地,導(dǎo)電夾持件202具有端子202A和端子202B,其中端子202A通過接合劑132電連接至源極引線112,以及端子202B通過接合劑132電連接至開爾文引線110??梢酝ㄟ^圖5所示的電路示意81示意性地表示圖13-15所示的半導(dǎo)體組件200,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。為了方便起見,半導(dǎo)體芯片70可以被稱為半導(dǎo)體器件。
圖16是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件102A的半導(dǎo)體組件250的俯視圖,半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70安裝至該支撐件102A。圖17是沿著圖16的截面線17-17得到的半導(dǎo)體組件250的截面視圖,以及圖18是沿著圖16的截面線18-18得到的半導(dǎo)體組件250的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖16-18。除了用基座結(jié)構(gòu)252替代支撐件102的器件接納結(jié)構(gòu)106以外,支撐件102A與支撐件102相似,該基座結(jié)構(gòu)252具有與支撐件102的表面106A相對應(yīng)的表面252A和與支撐件102的表面106B相對應(yīng)的表面252B。因此,可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖16-18所示的半導(dǎo)體組件250,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。
圖19是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件102的半導(dǎo)體組件300的俯視圖,半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70安裝至該支撐件102。圖20是沿著圖19的截面線20-20得到的半導(dǎo)體組件300的截面視圖,以及圖21是沿著圖19的截面線21-21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19-21。除半導(dǎo)體組件300包括將硅半導(dǎo)體芯片10的漏極連接至半導(dǎo)體芯片70的半導(dǎo)體材料的主體/襯底的表面74的夾持件302以外,半導(dǎo)體組件300與參照圖8-12描述的半導(dǎo)體組件100相似。更具體地,夾持件302具有端子302A和302B,其中端子302A通過接合劑132連接至漏極接合焊盤20,以及端子302B接合至半導(dǎo)體芯片70的半導(dǎo)體材料的主體的表面74。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件102(分別包括器件接納結(jié)構(gòu)104和106的表面104A和106A)、半導(dǎo)體芯片10、半導(dǎo)體芯片70以及夾持件133和302包封在保護材料(諸如,模制化合物)中。模制化合物120可以是保護材料的一部分。
可以通過圖6所示的電路示意95示意性地表示圖19-21所示的半導(dǎo)體組件300,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底耦接至半導(dǎo)體芯片10的漏極和半導(dǎo)體芯片70的源極。
圖22是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件102的半導(dǎo)體組件350的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50和半導(dǎo)體芯片84安裝至該支撐件102。圖23是沿著圖22的截面線23-23得到的半導(dǎo)體組件350的截面視圖,以及圖24是沿著圖22的截面線24-24得到的半導(dǎo)體組件350的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖22-24。支撐件102包括器件接納結(jié)構(gòu)104、器件接納結(jié)構(gòu)106、柵極引線108、源極引線110和漏極引線112,并且已經(jīng)參照圖8-12進(jìn)行了描述。如上所述,支撐件102被構(gòu)造用于封裝在QFN封裝中。
半導(dǎo)體芯片50安裝至或者接合至器件接納結(jié)構(gòu)104。更具體地,在器件接納結(jié)構(gòu)104的表面104A上形成管芯附著材料130的層,以及半導(dǎo)體芯片50的表面54放置在管芯附著材料130中。在包括矩形形狀的延伸部64的源極接合焊盤58、漏極接合焊盤60、源極引線112和器件接納結(jié)構(gòu)106上形成接合劑132。用于接合劑132的合適材料包括焊料、導(dǎo)電粘合劑、導(dǎo)電管芯附著材料等等。
半導(dǎo)體芯片84以倒裝芯片構(gòu)造接合至半導(dǎo)體芯片50和器件接納結(jié)構(gòu)106。因此,使用例如接合劑132將半導(dǎo)體芯片84的柵極接合焊盤86接合至延伸部64,以及使用例如接合劑132將半導(dǎo)體芯片84的源極接合88接合至半導(dǎo)體芯片50的漏極接合焊盤60。
具有端子133A和133B的夾持件133使源極接合焊盤58與源極引線112電連接。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。源極接合焊盤58通過接合線134電連接至開爾文引線110,以及柵極接合焊盤56通過接合線136電連接至柵極引線108。接合線(諸如接合線134和136)可以被稱為導(dǎo)線接合。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件102(分別包括器件接納結(jié)構(gòu)104和106的表面104A和106A)、半導(dǎo)體芯片50、半導(dǎo)體芯片84以及夾持件133包封在保護材料(未示出)(諸如,模制化合物)中。模制化合物120可以是保護材料的一部分。
因此,可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖22-24所示的半導(dǎo)體組件350,其中III-N半導(dǎo)體芯片84的襯底是浮置的。
圖25是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件102的半導(dǎo)體組件375的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50和半導(dǎo)體芯片84安裝至該支撐件102。圖26是沿著圖25的截面線26-26得到的半導(dǎo)體組件375的截面視圖,以及圖27是沿著圖25的截面線27-27得到的半導(dǎo)體組件375的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖25-27。除半導(dǎo)體組件375包括將硅半導(dǎo)體芯片50的漏極接合焊盤60連接至半導(dǎo)體芯片84的半導(dǎo)體材料的主體的表面87的夾持件376以外,半導(dǎo)體組件375與參照圖22-24描述的半導(dǎo)體組件350相似。更具體地,夾持件376具有端子376A和376B,其中端子376A通過接合劑132接合至漏極接合焊盤60,以及端子376B接合至半導(dǎo)體芯片84的半導(dǎo)體材料的主體的表面87。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件102(分別包括器件接納結(jié)構(gòu)104和106的表面104A和106A)、半導(dǎo)體芯片50、半導(dǎo)體芯片84以及夾持件133和376包封在保護材料(未示出)(諸如,模制化合物)中。模制化合物120可以是保護材料的一部分。支撐件102被構(gòu)造用于封裝在QFN封裝中。
可以通過圖6所示的電路示意95示意性地表示圖25-27所示的半導(dǎo)體組件375,其中III-N半導(dǎo)體芯片84的襯底耦接至半導(dǎo)體芯片50的漏極和半導(dǎo)體芯片84的源極。
圖28是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件102的半導(dǎo)體組件377的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50和半導(dǎo)體芯片84安裝至該支撐件102。如上面討論的,支撐件102被構(gòu)造為供QFN封裝使用。半導(dǎo)體組件377與半導(dǎo)體組件375不同在于:由導(dǎo)電夾持件379替代半導(dǎo)體組件375的導(dǎo)電夾持件376,該導(dǎo)電夾持件379將III-N半導(dǎo)體芯片84的主體/襯底電連接至半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤58。更具體地,夾持件379具有端子379A和379B,其中端子379A通過接合劑132和導(dǎo)電夾持件133連接至源極接合焊盤58,以及端子379B接合至III-N半導(dǎo)體芯片84的半導(dǎo)體材料的主體或者襯底的表面87。
可以通過圖7所示的電路示意97示意性地表示圖28所示的半導(dǎo)體組件377,其中III-N半導(dǎo)體芯片84的襯底耦接至半導(dǎo)體芯片50的源極。
圖29是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件402的半導(dǎo)體組件400的俯視圖,半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70安裝至該支撐件402。圖30是沿著圖29的截面線30-30得到的半導(dǎo)體組件400的截面視圖;圖31是沿著圖29的截面線31-31得到的半導(dǎo)體組件400的截面視圖;以及圖32是沿著圖29的截面線32-32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29-32。支撐件402包括器件接納結(jié)構(gòu)404、器件接納結(jié)構(gòu)406、柵極引線408、開爾文引線410和源極引線412,以及支撐件402被構(gòu)造為封裝在QFN封裝中。器件接納結(jié)構(gòu)404包括具有主要表面404A的電絕緣材料(諸如,熱增強的模制化合物)。柵極引線408、開爾文引線410和源極引線412可以被稱為導(dǎo)電引線。
器件接納結(jié)構(gòu)406包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)414,該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)414具有端部區(qū)域414A、中央?yún)^(qū)域414B和端部區(qū)域414C。端部區(qū)域414A和中央?yún)^(qū)域414B具有厚度T1以及端部區(qū)域414C具有厚度T2,其中厚度T2大于厚度T1。因此,端部區(qū)域414C比區(qū)域414A和414B厚并且形成基座部分。
器件接納結(jié)構(gòu)406還包括充當(dāng)柵極引線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)420A、充當(dāng)另一個柵極引線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)420B和充當(dāng)源極引線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)422。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)420A、420B和422彼此電隔離。
半導(dǎo)體芯片10安裝至或者接合至器件接納結(jié)構(gòu)404。更具體地,在器件接納結(jié)構(gòu)404的表面404A上形成管芯附著材料130的層,以及半導(dǎo)體芯片10的表面14放置在管芯附著材料130中。在包括矩形形狀的延伸部26和28的源極接合焊盤18、漏極接合焊盤20、源極引線422和器件接納結(jié)構(gòu)406上形成接合劑132。用于接合劑132的合適材料包括焊料、導(dǎo)電粘合劑、導(dǎo)電管芯附著材料等等。
半導(dǎo)體芯片70以倒裝芯片構(gòu)造接合至器件接納結(jié)構(gòu)406。因此,半導(dǎo)體芯片70的柵極接合焊盤76A接合至柵極引線420B,柵極接合焊盤76B接合至柵極接合焊盤420A,源極接合焊盤78接合至源極引線422,以及漏極接合焊盤80接合至器件接納結(jié)構(gòu)406的端部區(qū)域414C。根據(jù)實施例,柵極接合焊盤76A和76B通過半導(dǎo)體芯片70的金屬化系統(tǒng)連結(jié)至相同電位。
具有端子430A和430B的夾持件430將半導(dǎo)體管芯10的漏極接合焊盤20電連接至半導(dǎo)體芯片70的源極引線422。更具體地,使用接合劑132將端子430A接合至半導(dǎo)體管芯10的漏極20,以及使用接合劑132將端子430B接合至源極引線422。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。源極接合焊盤18通過接合線432和434分別地電連接至柵極引線420A和420B。柵極接合焊盤16通過接合線436電連接至柵極引線408;開爾文引線410通過接合線438電連接至半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18,以及源極引線412通過接合線440電連接至源極接合焊盤18。接合線(諸如接合線432、434、436、438和440)可以被稱為導(dǎo)線接合。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件402(包括器件接納結(jié)構(gòu)404和406)、半導(dǎo)體芯片10、半導(dǎo)體芯片70和夾持件430包封在保護材料(諸如,模制化合物)中。圖示了可以是保護材料的一部分的模制化合物120。
可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖29-32所示的半導(dǎo)體組件400,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。
圖33是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件452的半導(dǎo)體組件450的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50和半導(dǎo)體芯片84安裝至該支撐件452。圖34是沿著圖33的截面線34-34得到的半導(dǎo)體組件450的截面視圖。為了清楚起見,一起描述圖33和34。支撐件452包括器件接納結(jié)構(gòu)454、器件接納結(jié)構(gòu)456、柵極引線458、開爾文引線460和源極引線462。引線458、460和462可以被稱為導(dǎo)電引線或者導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。器件接納結(jié)構(gòu)454包括具有主要表面454A的電絕緣材料(諸如,熱增強的模制化合物)。
器件接納結(jié)構(gòu)456包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)468,該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)468具有端部區(qū)域468A、中央?yún)^(qū)域468B和端部區(qū)域468C。端部區(qū)域468A和中央?yún)^(qū)域468B具有厚度T1以及端部區(qū)域468C具有厚度T2,其中厚度T2大于厚度T1。因此,端部區(qū)域468C比區(qū)域468A和468B厚并且形成基座部分。
器件接納結(jié)構(gòu)456還包括充當(dāng)柵極引線的導(dǎo)電引線470和充當(dāng)源極引線的導(dǎo)電引線472。
半導(dǎo)體芯片50安裝至或者接合至器件接納結(jié)構(gòu)454。更具體地,在器件接納結(jié)構(gòu)454的表面454A上形成管芯附著材料130的層,以及半導(dǎo)體芯片50的表面54放置在管芯附著材料130中。在半導(dǎo)體芯片50的漏極接合焊盤60、柵極引線470和源極引線472上形成接合劑132。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。
半導(dǎo)體芯片84以倒裝芯片構(gòu)造接合至器件接納結(jié)構(gòu)456。因此,半導(dǎo)體芯片84的柵極接合焊盤86接合至柵極引線470,源極接合焊盤88接合至源極引線472,以及漏極接合焊盤90接合至端部區(qū)域468C。
具有端子430A和430B的夾持件430將半導(dǎo)體管芯50的漏極60電連接至半導(dǎo)體芯片84的源極引線88。更具體地,使用接合劑132將端子430A接合至半導(dǎo)體管芯50的漏極接合焊盤60,以及使用接合劑132將端子430B接合至源極引線472。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。源極接合焊盤58通過接合線485電連接至柵極引線470。柵極接合焊盤56通過接合線487電連接至柵極引線458;開爾文引線460通過接合線489電連接至半導(dǎo)體芯片50的源極接合焊盤58,以及源極引線462通過接合線491電連接至源極接合焊盤58。接合線(諸如接合線485、487、489和491)可以被稱為導(dǎo)線接合。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件452(包括器件接納結(jié)構(gòu)454和456)、半導(dǎo)體芯片50、半導(dǎo)體芯片84和夾持件430包封在保護材料(諸如,模制化合物)中。在圖34中圖示了模制化合物的部分120。
可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖33-34所示的半導(dǎo)體組件450,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。
圖35是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件452的半導(dǎo)體組件500的俯視圖,半導(dǎo)體芯片50和半導(dǎo)體芯片84安裝至該支撐件452。圖36是沿著圖35的截面線36-36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35和36。支撐件452包括器件接納結(jié)構(gòu)454、器件接納結(jié)構(gòu)456、柵極引線458、開爾文引線460和源極引線462,并且已經(jīng)參照圖29和圖30進(jìn)行了描述。支撐件452被構(gòu)造用于封裝在QFN封裝中。
除半導(dǎo)體組件500包括將硅半導(dǎo)體芯片50的漏極接合焊盤60電連接至半導(dǎo)體芯片84的半導(dǎo)體材料的主體的表面87的夾持件502以外,半導(dǎo)體組件500與參照圖33和34描述的半導(dǎo)體組件450相似。更具體地,夾持件502具有端子502A和502B,其中端子502A通過接合劑132和夾持件430的端子430A連接至漏極接合焊盤60,以及使用導(dǎo)電管芯附著材料130將端子502B接合至半導(dǎo)體芯片70的半導(dǎo)體材料的主體的表面87。
可以通過圖6所示的電路示意95示意性地表示圖35-36所示的半導(dǎo)體組件500,其中III-N半導(dǎo)體芯片84的襯底電連接至半導(dǎo)體芯片50的漏極接合焊盤60和半導(dǎo)體芯片84的源極接合焊盤88。
圖37是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件602的半導(dǎo)體組件600的俯視圖,半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70安裝至該支撐件602。圖38是沿著圖37的截面線38-38得到的半導(dǎo)體組件600的截面視圖,以及圖39是沿著圖37的截面線39-39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37-39。支撐件602包括器件接納結(jié)構(gòu)604和器件接納結(jié)構(gòu)606。器件接納結(jié)構(gòu)604包括導(dǎo)電材料(諸如銅)的層并具有主要表面604A。支撐件602還包括分別地充當(dāng)柵極引線、開爾文引線和源極引線的導(dǎo)電引線608、610和612。
器件接納結(jié)構(gòu)606包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)614,該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)614具有端部區(qū)域614A、中央?yún)^(qū)域614B和端部區(qū)域614C,該端部區(qū)域614C充當(dāng)漏極引線并且可以被稱為漏極引線。端部區(qū)域614C具有相對的表面614CA和614CB。端部區(qū)域614A和中央?yún)^(qū)域614B具有厚度T1以及端部區(qū)域614C具有厚度T2,其中厚度T2大于厚度T1。因此,端部區(qū)域614C比區(qū)域614A和614B厚并且形成基座部分。
器件接納結(jié)構(gòu)606還包括充當(dāng)柵極引線的導(dǎo)電引線620A、充當(dāng)另一個柵極引線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)620B和充當(dāng)源極引線的導(dǎo)電引線622。
根據(jù)實施例,至少在區(qū)域614A和614B上形成陶瓷材料層626,以及導(dǎo)電層604以及柵極引線620A和620B以及源極引線622接合至陶瓷層626。通過示例的方式,區(qū)域614A、614B、陶瓷層626、柵極引線620A和620B以及源極引線622形成直接接合的銅結(jié)構(gòu)628。
半導(dǎo)體芯片10安裝至或者接合至器件接納結(jié)構(gòu)604。更具體地,在器件接納結(jié)構(gòu)604的表面604A上形成管芯附著材料130的層,以及半導(dǎo)體芯片10的表面14放置在管芯附著材料130中。在包括矩形形狀的延伸部26和28的源極接合焊盤18、漏極接合焊盤20、器件接納結(jié)構(gòu)106、柵極引線620A和620B、源極引線622以及端部614C的表面614CA上形成接合劑132。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。
半導(dǎo)體芯片70以倒裝芯片構(gòu)造接合至器件接納結(jié)構(gòu)606。因此,半導(dǎo)體芯片70的柵極接合焊盤76A接合至柵極引線620B,柵極接合焊盤76B接合至柵極接合焊盤620A,源極接合焊盤78接合至源極引線622,以及漏極接合焊盤80接合至器件接納結(jié)構(gòu)606的端部區(qū)域614C的表面614CA。
具有端子630A和630B的夾持件630將半導(dǎo)體管芯10的漏極20電連接至半導(dǎo)體芯片70的源極引線622。更具體地,使用接合劑132將端子630A接合至半導(dǎo)體管芯10的漏極20,以及使用接合劑132將端子630B接合至源極引線622。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。源極接合焊盤18通過接合線432電連接至柵極引線620A,以及通過接合線434電連接至柵極引線620B。柵極接合焊盤16通過接合線436電連接至柵極引線608;開爾文引線610通過接合線438電連接至半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18,以及源極引線612通過接合線440電連接至源極接合焊盤18。接合線(諸如接合線432、434、436、438和440)可以被稱為導(dǎo)線接合。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件602(包括器件接納結(jié)構(gòu)604和606)、半導(dǎo)體芯片10、半導(dǎo)體芯片70和夾持件630包封在保護材料(諸如,模制化合物138)中。在圖33中由破折線或者虛線示出模制化合物138。
可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖37-39所示的半導(dǎo)體組件600,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。
圖40是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件702的半導(dǎo)體組件700的俯視圖,該支撐件702包括器件接納結(jié)構(gòu)704。圖41是沿著圖40的截面線41-41得到的半導(dǎo)體組件700的截面視圖。器件接納結(jié)構(gòu)704是矩形形狀的導(dǎo)電焊盤,該矩形形狀的導(dǎo)電焊盤包括通過基座區(qū)域704B與區(qū)域704C隔開的區(qū)域704A。區(qū)域704A具有表面704AS,區(qū)域704B具有區(qū)域704BS以及區(qū)域704C具有區(qū)域704CS,其中表面704AS和704CS基本上共面,以及表面704BS在表面704AS和704CS位于的共面平面之上的平面中。
支撐件702還被構(gòu)造為具有鄰近器件接納結(jié)構(gòu)704但與器件接納結(jié)構(gòu)704電隔離的矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)708。根據(jù)另一個實施例,矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)708充當(dāng)柵極引線。
支撐件702還被構(gòu)造為具有鄰近器件接納結(jié)構(gòu)704但與器件接納結(jié)構(gòu)704電隔離的矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)710。根據(jù)另一個實施例,矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)710充當(dāng)開爾文引線。
支撐件702還被構(gòu)造為具有鄰近器件接納結(jié)構(gòu)704但與器件接納結(jié)構(gòu)704電隔離的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)712。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)712充當(dāng)源極引線。通過示例的方式,源極引線712包括矩形部分712A和矩形部分712B,其中部分712A和712B形成“T形”。
支撐件702還被構(gòu)造為具有鄰近器件接納結(jié)構(gòu)704但與器件接納結(jié)構(gòu)704電隔離的矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)714。根據(jù)另一個實施例,矩形形狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)714充當(dāng)感測引線。
器件接納結(jié)構(gòu)704具有從矩形形狀的支撐件702的角落延伸的延伸部716,其中延伸部716充當(dāng)漏極引線。
在器件區(qū)域704的區(qū)域704A上形成電絕緣材料730。通過示例的方式,電絕緣材料730是陶瓷。在電絕緣材料730上形成導(dǎo)電材料732的層。通過示例的方式,導(dǎo)電層732是銅。應(yīng)當(dāng)注意,區(qū)域704A、陶瓷層730、導(dǎo)電層732可以被構(gòu)造為形成直接接合的銅結(jié)構(gòu)。
半導(dǎo)體芯片10安裝至或者接合至器件接納結(jié)構(gòu)704。更具體地,在導(dǎo)電層732的表面上形成管芯附著材料130的層,以及半導(dǎo)體芯片10的表面14放置在管芯附著材料130中。在包括矩形形狀的延伸部26和28的源極接合焊盤18、柵極接合焊盤16和區(qū)域704B的表面704BS上形成接合劑132。
半導(dǎo)體芯片70以倒裝芯片構(gòu)造接合至半導(dǎo)體芯片10和區(qū)域706 的表面706B。因此,半導(dǎo)體芯片70的柵極接合焊盤76A接合至源極接合焊盤18的延伸部26,柵極接合焊盤76B接合至源極接合焊盤18的延伸部28,半導(dǎo)體芯片70的源極接合焊盤78接合至半導(dǎo)體芯片10的漏極接合焊盤20,以及漏極接合焊盤80接合至區(qū)域704B的表面704BS。應(yīng)當(dāng)注意,基座704B具有高度H1以及高度H1被構(gòu)造為使得半導(dǎo)體管芯10和直接接合結(jié)構(gòu)705的厚度基本上等于高度H1。
夾持件740將半導(dǎo)體管芯10的源極接合焊盤18電連接至源極引線712和開爾文引線710。更具體地,夾持件740具有主體區(qū)域740A、端子740B和端子740C,其中端子740B和740C從主體740A延伸,使用接合劑132將端子740B接合至開爾文引線710,以及使用接合劑132將端子740C接合至源極引線712。已經(jīng)在上面描述了用于接合劑132的合適材料。感測引線714通過接合線736電連接至導(dǎo)電層732,并且因此電連接至半導(dǎo)體芯片10的半導(dǎo)體材料的主體。接合線(諸如接合線736)可以被稱為導(dǎo)線接合。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件702(包括器件接納結(jié)構(gòu)704和706)、半導(dǎo)體芯片10、半導(dǎo)體芯片70和夾持件740包封在保護材料(諸如,模制化合物)中。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件700可以被構(gòu)造用于安裝在通孔封裝中,該通孔封裝具有例如,TO-220輪廓、TO-247輪廓、TO-264輪廓、TO-257輪廓等等。
可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖40-41所示的半導(dǎo)體組件700,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。
圖42是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件752的半導(dǎo)體組件750的俯視圖,該支撐件752具有接合至其上的半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70。在圖38中示出了具有表面754的矩形形狀的導(dǎo)電支撐件或者支撐結(jié)構(gòu)752。半導(dǎo)體組件750還包括柵極引線756、漏極引線758和源極引線760,其中柵極引線756和源極引線760與支撐件752電隔離,以及漏極引線758從支撐件752延伸。因此,支撐件752和漏極引線758形成整體結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體組件750被構(gòu)造為使得漏極引線758在柵極引線756與源極引線760之間。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件750可以被構(gòu)造用于安裝在通孔封裝中,該通孔封裝具有例如,TO-220輪廓、TO-247輪廓、TO-264輪廓、TO-257輪廓等等。因此,支撐結(jié)構(gòu)752與引線756和760處于不同的水平面處以及與引線758的一部分處于不同的水平面處。
具有表面766A的直接接合的銅襯底766接合至表面754的一部分,以及具有表面768A的直接接合的銅襯底768接合至表面754的另一個部分。半導(dǎo)體芯片10安裝至或者接合至表面766A,以及半導(dǎo)體芯片70安裝至或者接合至表面768A。更具體地,在表面766A和表面768A上形成管芯附著材料的層,以及半導(dǎo)體芯片10的表面14放置在表面766A上的管芯附著材料中,以及表面74放置在表面768A上的管芯附著材料中。
半導(dǎo)體芯片70的漏極接合焊盤80由一個或者多個接合線770電連接至支撐件752;柵極接合焊盤76A和76B分別地由接合線772和774電連接至源極接合焊盤18的延伸部26和28,以及半導(dǎo)體芯片70的源極接合焊盤78由一個或者多個接合線776電連接至半導(dǎo)體芯片10的漏極接合焊盤20。半導(dǎo)體芯片10的柵極接合焊盤16由接合線778電連接至柵極引線756,以及源極接合焊盤18由一個或者多個接合線780電連接至源極引線760。接合線(諸如接合線770、772、774、776、778和780)可以被稱為導(dǎo)線接合。
應(yīng)當(dāng)注意,接合線770可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線772和774可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線776可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線778可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,以及接合線780可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件770(包括支撐件752)、直接接合的銅襯底766和768以及接合線770-780包封在保護材料(諸如,模制化合物)。盡管已經(jīng)將絕緣的金屬襯底(諸如,直接接合的銅襯底766和768)描述為接合至支撐件752,但是這并不是本實用新型的限制。替換地,可以在支撐件770的部分上形成電絕緣材料層。隨后,可以在絕緣材料層上形成導(dǎo)電材料的層。通過示例的方式,導(dǎo)電材料層是銅。用于在導(dǎo)電襯底(諸如,引線框架)上形成絕緣材料以及用于在絕緣材料上形成導(dǎo)電材料的技術(shù)對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。
可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖42所示的半導(dǎo)體組件750,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。
圖43是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件802的半導(dǎo)體組件800的俯視圖,該支撐件802具有接合至其上的半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70。在圖39中示出了具有表面804的矩形形狀的導(dǎo)電支撐件或者支撐結(jié)構(gòu)802。半導(dǎo)體組件800還包括柵極引線806、漏極引線808和源極引線810,其中柵極引線806和源極引線810與支撐件802電隔離,以及漏極引線808從支撐件802延伸。因此,支撐件802和漏極引線808形成整體結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體組件800被構(gòu)造為使得源極引線810在柵極引線806與漏極引線808之間。應(yīng)當(dāng)理解,半導(dǎo)體組件800可以被構(gòu)造用于安裝在通孔封裝中,該通孔封裝具有例如,TO-220輪廓、TO-247輪廓、TO-264輪廓、TO-257輪廓等等。因此,支撐結(jié)構(gòu)802與引線806和810處于不同的水平面處以及與引線808的一部分處于不同的水平面處。
具有表面766A的直接接合的銅襯底766接合至表面804的一部分,以及具有表面768A的直接接合的銅襯底768接合至表面804的另一個部分。半導(dǎo)體芯片10安裝至或者接合至表面766A,以及半導(dǎo)體芯片70安裝至或者接合至表面768A。更具體地,在表面766A和表面768A上形成管芯附著材料的層以及半導(dǎo)體芯片10的表面14放置在表面766A上的管芯附著材料中,以及表面74放置在表面768A上的管芯附著材料中。如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,直接接合的銅襯底(諸如直接接合的銅襯底766和768)可以包括具有相對的表面的陶瓷材料,其中在相對的表面中的一個上形成銅層,以及在相對的表面中的另一個上形成另一個銅層。
半導(dǎo)體芯片70的漏極接合焊盤80由一個或者多個接合線770 電連接至支撐件802;柵極接合焊盤76A和76B分別地由接合線772和774電連接至源極接合焊盤18的延伸部26和28,以及半導(dǎo)體芯片70的源極接合焊盤78由一個或者多個接合線776電連接至半導(dǎo)體芯片10的漏極接合焊盤20。半導(dǎo)體芯片10的柵極接合焊盤16由接合線778電連接至柵極引線806,以及源極接合焊盤18由一個或者多個接合線780電連接至源極引線810。接合線(諸如接合線770、772、774、776、778和780)可以被稱為導(dǎo)線接合。
應(yīng)當(dāng)注意,接合線770可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線772和774可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線776可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線778可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,以及接合線780可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件802、直接接合的銅襯底766和768以及接合線770-780包封在保護材料(諸如,模制化合物)中。盡管將絕緣的金屬襯底(諸如,直接接合的銅襯底766和768)描述為接合至支撐件802,但是這并不是本實用新型的限制。替換地,可以在支撐件802的部分上形成電絕緣材料層。隨后,可以在絕緣材料層上形成導(dǎo)電材料層。通過示例的方式,導(dǎo)電材料層是銅。用于在導(dǎo)電襯底(諸如,引線框架)上形成絕緣材料以及用于在絕緣材料上形成導(dǎo)電材料的技術(shù)對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。
可以通過圖5所示的電路示意81示意性地表示圖43所示的半導(dǎo)體組件800,其中III-N半導(dǎo)體芯片70的襯底是浮置的。
圖44是根據(jù)本實用新型實施例的包括支撐件852的半導(dǎo)體組件850的俯視圖,該支撐件852具有接合至其上的半導(dǎo)體芯片10和半導(dǎo)體芯片70。在圖40中示出了具有表面854的矩形形狀的導(dǎo)電支撐件或者支撐結(jié)構(gòu)852。半導(dǎo)體組件850還包括柵極引線856、開爾文引線858和源極引線860,其中柵極引線856、開爾文引線858和源極引線860與支撐件852電隔離。支撐件852的底表面充當(dāng)半導(dǎo)體組件850的漏極引線。半導(dǎo)體組件850被構(gòu)造為使得開爾文引線858在柵極引線856與源極引線860之間。支撐件852被構(gòu)造為封裝在QFN封裝中。
具有表面766A的直接接合的銅襯底766接合至表面854的一部分,以及具有表面768A的直接接合的銅襯底768接合至表面854的另一個部分。半導(dǎo)體芯片10安裝至或者接合至表面766A,以及半導(dǎo)體芯片70安裝至或者接合至表面768A。更具體地,在表面766A和表面768A上形成管芯附著材料130的層,以及半導(dǎo)體芯片10的表面14放置在表面766A上的管芯附著材料130中,以及表面74放置在表面768A上的管芯附著材料130中。
半導(dǎo)體芯片70的漏極接合焊盤80由一個或者多個接合線770電連接至支撐件852;柵極接合焊盤76A和76B分別地由接合線772和774電連接至源極接合焊盤18的延伸部26和28,以及半導(dǎo)體芯片70的源極接合焊盤78由一個或者多個接合線776電連接至半導(dǎo)體芯片10的漏極接合焊盤20。半導(dǎo)體芯片10的柵極接合焊盤16由接合線778電連接至柵極引線856,以及源極接合焊盤18由一個或者多個接合線780電連接至源極引線860,以及半導(dǎo)體芯片10的源極接合焊盤18由接合線782電連接至開爾文引線858。接合線(諸如,接合線770、772、774、776、778、780和782)可以被稱為導(dǎo)線接合。
應(yīng)當(dāng)注意,接合線770可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線772和774可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線776可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線778可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,接合線780可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代,以及接合線782可以由導(dǎo)電夾持件或者互連替代。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的,可以將支撐件852、直接接合的銅襯底766和768以及接合線770-782包封在保護材料(諸如,模制化合物)中。盡管將絕緣的金屬襯底(諸如,直接接合的銅襯底766和768)描述為接合至支撐件852,但是這并不是本實用新型的限制。替換地,可以在支撐件802的部分上形成電絕緣材料層。隨后,可以在絕緣材料層上形成導(dǎo)電材料層。通過示例的方式,導(dǎo)電材料層是銅。用于在導(dǎo)電襯底(諸如,引線框架)上形成絕緣材料以及用于在絕緣材料上形成導(dǎo)電材料的技術(shù)對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。
盡管此處已經(jīng)公開了某些優(yōu)選實施例和方法,但是根據(jù)上述公開,可以在不背離本實用新型精神和范圍的情況下對這種實施例和方法進(jìn)行變型和修改將對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯然的。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用新型進(jìn)行限制。