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半導體部件的製作方法

2023-10-17 10:33:29 3


技術領域

本實用新型一般涉及電子學,更特別地,涉及其半導體結構和形成半導體器件的方法。



背景技術:

過去,半導體製造商使用矽半導體材料和III-N半導體材料的組合以製造級聯器件,諸如與矽器件級聯的常開型III-N耗盡模式HEMT。使用材料的這種組合有助於通過使用常開的III-N耗盡模式器件實現常閉狀態。級聯半導體器件已由Rakesh K.Lal等在美國專利申請公開號2013/0088280 A1中被描述並且在2013年4月11日被公開。

在從不同的半導體基板材料製造級聯器件之後,半導體部件製造商一般在單獨的封裝內保護矽器件和耗盡模式器件並且通過引線框引線將單獨的封裝中的器件連接在一起以形成級聯器件。這種方法的缺點是,增加封裝的數量會增加級聯半導體部件的成本,並且由於諸如寄生電容和寄生電感的寄生現象增加而使級聯器件的性能劣化。

因此,具有級聯半導體器件和用於製造級聯半導體器件的方法會是有利的。使結構和方法實現起來成本有效會是更加有利的。



技術實現要素:

本申請公開了一種半導體部件,其特徵在於,所述半導體部件包括:支撐部,具有第一器件接納結構、第二器件接納結構和第一引線;第一半導體晶片,具有第一表面和第二表面,其中,第一柵極接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,源極接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,並且漏極觸點處於第二表面上,第一半導體晶片的柵極接合焊盤與第一引線耦合併且第一半導體晶片的源極接合焊盤與第一器件接納結構耦合,第一半導體晶片由矽半導體材料構成並且以倒裝晶片配置與支撐部耦合;和第二半導體晶片,具有第一表面和第二表面,第二半導體晶片的柵極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第一部分延伸,第二半導體晶片的源極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第二部分延伸,並且漏極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第三部分延伸,第二半導體晶片的源極接合焊盤與第一半導體晶片的第二表面耦合,第二半導體晶片的柵極接合焊盤與第一器件接納結構耦合,並且第二半導體晶片的漏極接合焊盤與第二器件接納結構耦合,第二半導體晶片由III族氮化物半導體材料構成並且以倒裝晶片配置與支撐部耦合。

根據一個例子,所述半導體部件還包括電氣耦合第一半導體晶片的漏極觸點與第二半導體晶片的第二表面的第一電氣互連部。

根據另一例子,第二器件接納結構包含底座部分,並且第一器件接納結構包含配合部分,底座部分比配合部分厚。

本申請還公開了一種半導體部件,其特徵在於,所述半導體部件包括:支撐部,具有第一器件接納結構、第二器件接納結構和第一引線,第一引線從第二器件接納結構延伸;與第一器件接納結構接合的第一半導體晶片,第一半導體晶片具有第一表面和第二表面,其中,陰極由第一表面的第一部分形成,並且陽極由第二表面的第一部分形成,第一半導體晶片由矽半導體材料構成;和第二半導體晶片,具有第一表面和第二表面,第二半導體晶片的柵極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第一部分延伸,第二半導體晶片的源極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第二部分延伸,並且漏極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第三部分延伸,第二半導體晶片的源極接合焊盤與第一半導體晶片的陰極耦合,第二半導體晶片的柵極接合焊盤與第一器件接納結構耦合,並且第二半導體晶片的漏極接合焊盤與第二器件接納結構耦合,第二半導體晶片由III族氮化物半導體材料構成並且以倒裝晶片配置與支撐部耦合。

根據一個例子,第二器件接納結構包含與第一器件接納結構(204)分開且電氣隔離的導電材料體,並且其中第一引線從導電材料體延伸。

根據另一例子,第一器件接納結構包含矩形部分,所述矩形部分具有從其延伸的第二引線,並且其中第二引線和第一半導體晶片的厚度的和基本上等於導電材料體的厚度。

根據另一例子,所述半導體部件還包括陽極與第一器件接納結構之間的第一接合劑部分、陰極與源極接合焊盤之間的第二接合劑部分、和漏極接合焊盤與導電材料體之間的第三接合劑部分。

本申請還公開了一種半導體部件,其特徵在於,所述半導體部件包括:支撐部,具有互連區域、器件接納區域和導電基板;在器件接納區域上形成的絕緣材料部;在絕緣材料部的一部分上形成的第一導電層;在絕緣材料部的第二部分上形成的第二導電層;與第一導電層相鄰且電氣絕緣的第一引線;與第二導電層相鄰且電氣絕緣的第二引線;從導電基板延伸的第三引線;第一半導體晶片,具有第一表面和第二表面,其中,第一柵極接合焊盤從第一表面的第一部分延伸,源極接合焊盤從第一表面的第二部分延伸,並且漏極觸點處於第二表面上,第一半導體晶片的柵極接合焊盤與第一導電層耦合併且第一半導體晶片的源極接合焊盤與第二導電層耦合,第一半導體晶片由矽半導體材料構成並且以倒裝晶片配置與支撐部耦合;和第二半導體晶片,具有第一表面和第二表面,第二半導體晶片的柵極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第一部分延伸,第二半導體晶片的源極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第二部分延伸,並且漏極接合焊盤從第二半導體晶片的第一表面的第三部分延伸,第二半導體晶片的源極接合焊盤與第一半導體晶片的漏極觸點耦合,第二半導體晶片的柵極接合焊盤與第二導電層耦合,並且第二半導體晶片的漏極接合焊盤與導電基板耦合,第二半導體晶片由III族氮化物半導體材料構成並且以倒裝晶片配置與支撐部耦合。

根據一個例子,導電基板具有矩形形狀和從導電基板的一部分延伸的底座;還包括:電氣耦合第一導電層與第一引線的第一晶片;和電氣耦合第二導電層與第二引線的第二晶片,其中,第二晶片通過接合劑與第二導電層接合,並且第一半導體晶片的源極接合焊盤通過另一接合劑與第二導電層接合。

根據一個例子,導電基板具有矩形形狀和從導電基板的一部分延伸的底座;還包括:電氣耦合第一導電層與第一引線的第一晶片;和電氣耦合第二導電層與第二引線的第二晶片,其中,第二晶片通過接合劑與第二導電層接合,並且,第一半導體晶片的源極接合焊盤通過另一接合劑與第二晶片接合。

附圖說明

通過閱讀結合附圖給出的以下的詳細描述,可以更好地理解本實用新型,在這些附圖中,類似的附圖標記表示類似的要素,並且,

圖1是根據本實用新型的實施例的適用於製造級聯構成的半導體部件的半導體晶片的頂視圖;

圖2是根據本實用新型的實施例的適用於製造級聯構成的半導體部件的半導體晶片的頂視圖;

圖3是根據本實用新型的實施例的適用於製造級聯構成的半導體部件的半導體晶片的頂視圖;

圖4是根據本實用新型的實施例的適用於製造級聯構成的半導體部件的半導體晶片的頂視圖;

圖5是根據本實用新型的實施例的適用於製造級聯構成的半導體部件的半導體晶片的頂視圖;

圖6是級聯構成中的半導體部件的電路示意圖,其中,III-N半導體器件的基板浮動;

圖7是級聯構成中的半導體部件的電路示意圖,其中,III-N半導體器件的基板與其源電極耦合;

圖8是級聯構成中的半導體部件的電路示意圖,其中,III-N半導體器件的基板與矽半導體器件的源電極耦合;

圖9是根據本實用新型的實施例的級聯構成的半導體部件的頂視圖;

圖10是沿圖9的斷面線10-10切取的圖9的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖11是沿圖9的斷面線11-11切取的圖9的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖12是沿圖9的斷面線12-12切取的圖9的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖13是沿圖9的斷面線13-13切取的圖9的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖14是根據本實用新型的另一實施例的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖15是沿圖14的斷面線15-15切取的圖14的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖16是根據本實用新型的另一實施例的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖17是沿圖16的斷面線17-17切取的圖16的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖18是沿圖16的斷面線18-18切取的圖16的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖19是根據本實用新型的另一實施例的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖20是沿圖19的斷面線20-20切取的圖19的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖21是根據本實用新型的另一實施例的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖22是沿圖21的斷面線22-22切取的圖21的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖23是沿圖21的斷面線23-23切取的圖21的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖24是根據本實用新型的另一實施例的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖25是沿圖24的斷面線25-25切取的圖24的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖26是沿圖24的斷面線26-26切取的圖24的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖27是沿圖24的斷面線27-27切取的圖24的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖28是沿圖24的斷面線28-28切取的圖24的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖29是沿圖24的斷面線29-29切取的圖24的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖30是沿圖24的斷面線30-30切取的圖24的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖31是根據本實用新型的另一實施例的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖32是根據本實用新型的另一實施例的製造中的圖31的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖33是沿圖32的斷面線33-33切取的圖32的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖34是沿圖32的斷面線34-34切取的圖32的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖35是沿圖32的斷面線35-35切取的圖32的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖36是沿圖32的斷面線36-36切取的圖32的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖37是沿圖32的斷面線37-37切取的圖32的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖38是沿圖32的斷面線38-38切取的圖32的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖39是沿圖32的斷面線39-39切取的圖32的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖40是根據本實用新型的另一實施例的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖41是根據本實用新型的實施例的製造中的圖40的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖42是沿圖41的斷面線42-42切取的圖41的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖43是根據本實用新型的另一實施例的製造中的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖44是沿圖43的斷面線44-44切取的圖43的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖45是沿圖43的斷面線45-45切取的圖43的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖46是沿圖43的斷面線46-46切取的圖43的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖47是沿圖43的斷面線47-47切取的圖43的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖48是沿圖43的斷面線48-48切取的圖43的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖49是根據本實用新型的另一實施例的製造中的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖50是根據本實用新型的另一實施例的製造中的圖49的級聯構成半導體部件的頂視圖;

圖51是沿圖50的斷面線51-51切取的圖50的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖52是沿圖50的斷面線52-52切取的圖50的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖53是沿圖50的斷面線53-53切取的圖50的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖54是沿圖50的斷面線54-54切取的圖50的級聯構成半導體部件的斷面圖;

圖55是沿圖50的斷面線55-55切取的圖50的級聯構成半導體部件的斷面圖。

為了簡化和闡明解釋,附圖中的要素未必按比例,並且,不同的附圖中的相同的附圖標記表示相同的要素。另外,為了簡化描述,省略公知的步驟和要素的描述和細節。如這裡使用的,電流承載電極意味著器件的承載通過器件的電流的元件,諸如MOS電晶體的源極或漏極或雙極電晶體的發射極和集電極或二極體的陰極或陽極,並且,控制電極意味著器件的控制通過器件的電流的元件,諸如MOS電晶體的柵極或雙極電晶體的基極。雖然器件在這裡被解釋為某些n溝道或p溝道器件或者某些n型或p型摻雜區域,但是本領域技術人員可以理解,根據本實用新型的實施例,互補的器件也是可能的。本領域技術人員可以理解,這裡使用的詞語「在…中」、「在…的同時」和「當…時」不是意味著行動在發起行動時瞬間發生的準確術語,而是可能在被發起行動發起的反應與發起行動之間存在一些小但合理的延遲,諸如傳播延遲。詞語「大約」、「約」或者「基本上」意味著要素的值具有有望非常接近陳述的值或位置的參數。但是,在本領域中,眾所周知,總是存在微小的變動,這些變動妨礙值或位置確切地如陳述的那樣。在本領域中,直到約百分之十(10%)(對於半導體摻雜濃度,為直到百分之二十(20%))的變動被視為相對於確切描述的理想目標的合理差異。

具體實施方式

圖1是根據本實用新型的實施例的適用於製造半導體部件的半導體晶片10的頂視圖。半導體晶片10具有頂表面12和底表面14(至少在圖7中表示)。根據實施例,半導體晶片10是可包含垂直場效應半導體器件11的矽晶片,該垂直場效應半導體器件11具有在表面12上或者由其形成的柵極接合焊盤16、在表面12上或者由其形成的源極接合焊盤18和在表面14上或者由其形成的漏電極20(至少在圖7中表示)。應當注意,半導體器件11不限於是垂直場效應電晶體或場效應電晶體。例如,半導體器件11可以是絕緣柵極雙極電晶體、雙極電晶體、結場效應電晶體、二極體或橫向場效應電晶體等。作為例子,半導體晶片10是矽半導體晶片,即,矽半導體晶片10的基板材料包含矽。矽半導體材料可被稱為矽基半導體材料或矽半導體材料等。諸如例如半導體晶片10的半導體晶片可被稱為半導體裸片。

圖2是根據本實用新型的實施例的適用於製造半導體部件的半導體晶片10A的頂視圖。半導體晶片10A具有頂表面12和底表面14(至少在圖40和圖41中表示)。根據實施例,半導體晶片10A是可包含垂直場效應半導體器件11的矽晶片,該垂直場效應半導體器件11具有在表面12上或者由其形成的柵極接合焊盤16A、在表面14上或者由其形成的源極接合焊盤18、和在表面14上或者由其形成的漏電極20(至少在圖40和圖41中表示)。應當注意,半導體器件11不限於是垂直場效應電晶體或場效應電晶體。例如,半導體器件11可是絕緣柵極雙極電晶體、雙極電晶體、結場效應電晶體、二極體或橫向場效應電晶體等。作為例子,半導體晶片10A是矽半導體晶片,即,矽半導體晶片10A的基板材料包含矽。矽半導體材料可被稱為矽基半導體材料或矽半導體材料等。諸如例如半導體晶片10A的半導體晶片可被稱為半導體裸片。

圖3是根據本實用新型的另一實施例的適用於製造半導體部件的半導體晶片30的頂視圖。半導體晶片30具有頂表面32和底表面34(至少在圖7~10中表示),其中,在頂表面32上或者由其形成柵極接合焊盤36和38,在頂表面32上或者由其形成源極接合焊盤40,並且,在頂表面32上或者由其形成漏極接合焊盤42(至少在圖7~10中表示)。源極接合焊盤40在柵極接合焊盤36與38之間以及在半導體晶片30的一側44形成,而在半導體晶片30的一側46形成漏極接合焊盤42。側44和46是半導體晶片30的相對側。應當注意,柵極接合焊盤36和38通過半導體晶片30的基板材料電連接在一起。半導體晶片30由諸如例如III族氮化物半導體材料的化合物半導體材料形成。因此,半導體晶片30可被稱為III族氮化物半導體晶片,即,III族氮化物半導體晶片30的基板材料包含III族氮化物材料,諸如,例如,氮化鋁或氮化鎵等。III族氮化物半導體材料可被稱為III-N半導體材料、III族氮化物基半導體材料或III-N基半導體材料等。諸如例如半導體晶片30的半導體晶片可稱為半導體裸片。III-N半導體晶片30的基板也可由矽製成。

圖4是根據本實用新型的另一實施例的適用於製造半導體部件的半導體晶片50的頂視圖。半導體晶片50具有頂表面52和底表面54(至少在圖20和圖21中表示),其中,在頂表面52的一部分上或者由其形成柵極接合焊盤56,在頂表面52的另一部分上或者由其形成源極接合焊盤60,並且,在頂表面52的又一部分上或者由其形成漏極接合焊盤62(至少在圖20和圖21中表示)。在半導體晶片50的一側64形成柵極接合焊盤56和源極接合焊盤60,而在半導體晶片50的一側66形成漏極接合焊盤62。側64和66是半導體晶片50的相對側。半導體晶片50由諸如例如III族氮化物半導體材料的化合物半導體材料形成。因此,半導體晶片50可被稱為III族氮化物半導體晶片,即,III族氮化物半導體晶片50的基板材料包含III族氮化物材料,諸如,例如,氮化鋁或氮化鎵等。III族氮化物半導體材料可被稱為III-N半導體材料、III族氮化物基半導體材料或III-N基半導體材料等。諸如例如半導體晶片50的半導體晶片可稱為半導體裸片。III-N半導體晶片50的基板也可由矽製成。

根據本實用新型的另一實施例,可在半導體晶片50的活性區域上形成源極和漏極焊盤62和60。這可被稱為活性區域上的接合(Bond Over Active)(「BOA」)配置。

圖5是根據本實用新型的另一實施例的適用於製造半導體部件的半導體晶片70的頂視圖。半導體晶片70具有頂表面72和底表面。根據實施例,半導體晶片70是可包含垂直場效應半導體器件71的矽晶片,該垂直場效應半導體器件71具有在頂表面72上或者由其形成的柵極接合焊盤76、在頂表面72上或者由其形成的源極接合焊盤78和在底表面上或者由其形成的漏極接合焊盤。應當注意,半導體器件71不限於是垂直場效應電晶體或場效應電晶體。例如,半導體器件71可以是絕緣柵極雙極電晶體、雙極電晶體、結場效應電晶體、二極體或橫向場效應電晶體等。作為例子,半導體晶片70是矽半導體晶片,即,矽半導體晶片70的基板材料包含矽。矽半導體材料可被稱為矽基半導體材料或矽半導體材料等。諸如例如半導體晶片70的半導體晶片可被稱為半導體裸片。

圖6是級聯配置中的半導體部件的電路示意圖80。半導體部件包含電晶體82和84,其中,電晶體82具有柵電極82G、源電極82S和漏電極82D,並且,電晶體84具有柵電極84G、源電極84S、漏電極84D和體/基板端子84B。漏電極82D與源電極84S電連接,並且,源電極82S與柵電極84G電連接。漏電極84D可被耦合為用於接收級聯半導體部件80的諸如例如電勢VDD的操作電勢的第一源,柵電極82G用作級聯半導體部件80的輸入端子,並且,源電極82S被耦合為用於接收諸如例如電勢VSS的操作電勢的第二源。作為例子,電勢VSS接地。應當注意,III-N電晶體84的基板是浮動的,由此,半導體部件80可被稱為處於浮動配置或基板浮動配置中。

圖7是級聯配置中的半導體部件的電路示意圖90。半導體部件包含電晶體82和84,其中,電晶體82具有柵電極82G、源電極82S和漏電極82D,並且,電晶體84具有柵電極84G、源電極84S、漏電極84D和體/基板端子84B。漏電極82D與源電極84S電連接,並且,源電極82S與柵電極84G電連接。漏電極84D可被耦合為用於接收級聯半導體部件80的諸如例如電勢VDD的操作電勢的第一源,柵電極82G用作級聯半導體部件80的輸入端子,並且,源電極82S被耦合為用於接收諸如例如電勢VSS的操作電勢的第二源。作為例子,電勢VSS為接地電勢。電晶體84的基板端子84B與電晶體84的源電極84S以及與電晶體84的漏電極電連接。因此,電晶體84的基板與和電晶體84的源電極84S或電晶體82的漏電極82D相同的電勢耦合。

圖8是級聯配置中的半導體部件的電路示意圖97。半導體部件包含電晶體82和84,其中,電晶體82具有柵電極82G、源電極82S和漏電極82D,並且,電晶體84具有柵電極84G、源電極84S、漏電極84D和體/基板端子84B。電晶體82的漏電極82D與電晶體84的源電極84S電連接,並且,電晶體82的源電極82S與電晶體84的柵電極84G電連接。漏電極84D可被耦合為用於接收級聯半導體部件80的諸如例如電勢VDD的操作電勢的第一源,柵電極82G用作級聯半導體部件80的輸入端子,並且,源電極82S被耦合為用於接收諸如例如電勢VSS的操作電勢的第二源。作為例子,電勢VSS為接地電勢。電晶體84的基板端子84B與電晶體82的源電極82S電連接。因此,電晶體84的基板與和電晶體82的源電極82S相同的電勢耦合。

圖9是包括安裝半導體晶片10和半導體晶片30的支撐部102的半導體部件100的頂視圖。圖10是沿圖9的斷面線10-10切取的半導體部件100的斷面圖,圖11是沿圖9的斷面線11-11切取的半導體部件100的斷面圖,圖12是沿圖9的斷面線12-12切取的半導體部件100的斷面圖,圖13是沿圖9的斷面線13-13切取的半導體部件100的斷面圖。為了闡明,一起描述圖9~13。支撐部102包含器件接納結構104和106、柵極引線108、Kelvin引線110、源極引線116,並且被配置為用於封裝於QFN封裝中。器件接納結構104包含矩形部分120,該矩形部分120具有從矩形部分120的相對側延伸的接片122和124。因此,矩形部分120和接片122和124形成T形。接片122和矩形部分120被配置為形成缺口126。具有L形狀的觸點互連部128在缺口126中形成,其中,觸點互連部128與矩形部分120和接片122電氣隔離。根據實施例,觸點互連部128具有可相互呈直角的腿部分和腳部分。腳部分被配置為與柵極接合焊盤16配合,並且,腿部分具有用作柵極引線108或柵極柱的端部區域。Kelvin引線110具有矩形形狀,並且與矩形部分120一體化且從其延伸。源極引線116是具有與矩形部分120的角部區域一體化且從其延伸的部分的矩形導電材料,該角部區域與接片124從其延伸的角部相對。缺口130在支撐部102的處於源極引線16與接片124之間的部分中形成。Kelvin引線110可被稱為Kelvin柱,並且,源極引線116可被稱為源極柱。器件接納結構106包含與矩形部分120、接片122和接片124分開且電氣隔離的導電材料體136。接片122和124對於器件接納結構106和器件接納結構104來說是共用的,接片122和124被器件接納結構106和104共享。雖然引線108、110和116被描述為L形狀或矩形形狀,但這些不是限制本實用新型,即,引線108、110和116可具有其它的形狀。裸片接納部分、引線和引線框架的形狀不限制本實用新型。

根據實施例,支撐部102是被配置為具有器件接納結構104和器件接納結構106的導電支撐結構。更具體而言,支撐部102可由諸如例如銅的導電材料製成,並且被配置為具有配合部分132和配合部分134。支撐部102可由諸如單件銅的單件導電材料製成。配合部分132可被稱為矽支撐部分或矽支撐結構,並且,配合部分134可被稱為底座部分、漏極互連部、漏電極或漏極觸點。根據實施例,底座部分134的一部分比矽支撐部分132厚,即,矽支撐部分132比底座部分134薄。

半導體晶片10以倒裝晶片的方式被安裝於器件支撐部102上。如參照圖1討論的那樣,半導體晶片10具有在其頂表面12上或者由其形成的柵極接合焊盤16、在頂表面12上或者由其形成的源極接合焊盤18和在底表面14上或者由其形成的漏極觸點20(至少在圖10中表示)。術語「安裝」可被稱為接合或附接等。由於半導體晶片10以倒裝晶片的方式被安裝,因此,柵極接合焊盤16和源極接合焊盤18被隱藏或者被遮擋視線。因此,柵極接合焊盤16和源極接合焊盤18由點線或者虛線表示。因此,半導體晶片10的源極接合焊盤18被附接於矽支撐部132上,並且,半導體晶片10的柵極接合焊盤16被附接於觸點互連部128的腳部分上。更具體而言,源極接合焊盤18通過使用諸如例如焊料的接合劑138與矽支撐部132接合,並且,柵極接合焊盤16通過使用諸如例如焊料的接合劑138與觸點互連部128的腳部分接合。其它適當的接合劑包含裸片附接材料或導電材料等。

半導體晶片30被附接於半導體晶片10和底座部分134上。更具體而言,在漏極觸點20上形成諸如例如焊料的接合劑138,並且,在底座部分134的一部分上形成接合劑138。III-N半導體晶片30的源極接合焊盤42通過接合劑138與半導體晶片10的漏極觸點20接合,並且,III-N半導體晶片30的漏極接合焊盤42通過接合劑138與底座部分134接合。如上所述,適於接合劑138的材料包括焊料、裸片附接材料或導電材料等。

本領域技術人員可以理解,包含器件接納結構104和106的支撐部102和半導體晶片10和30可被封裝於諸如例如模塑化合物的保護材料中。應當注意,在封裝之後,柵極引線108、Kelvin引線110和源極引線116從模塑化合物延伸。根據實施例,模塑化合物是熱增強模塑化合物。該封裝配置遵循圖6所示的示意圖80,這裡,III-N半導體器件的基板是浮動的。

因此,半導體部件100包含半導體晶片30,該半導體晶片30包含部分層疊於包含矽基半導體器件11的矽晶片10上的III-N基半導體器件31。半導體晶片10被倒裝,使得源極接合焊盤18與矽支撐部132電氣接觸並由此與Kelvin引線110和源極引線116電氣接觸。矽晶片10的柵極接合焊盤16與柵極引線108電連接。III-N半導體晶片30以倒裝晶片配置被部分安裝於半導體晶片10上,在該倒裝晶片配置中,半導體晶片30的源極接合焊盤40與半導體器件11的漏極觸點20電連接。柵極接合焊盤36和38分別與接片122和124電連接。應當注意,接片122和124用作底座結構,使得柵極接合焊盤36和38、源極接合焊盤40和漏極接合焊盤42在部分地在半導體晶片10上安裝半導體晶片30之後基本上處於同一面中。但是,這不是限制本實用新型。例如,可通過使用凸塊處理製造柵極接合焊盤36和38。類似地,可以使用凸塊處理以在漏極觸點20上形成導電隔離件結構。

根據本實施例,半導體晶片30的III-N基板或III-N半導體材料是浮動的,即,III-N基板不與電勢連接。雖然半導體部件100被示為具有不在半導體晶片10和30的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10、半導體晶片30或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片30的表面34上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。

圖14是包括在QFN封裝中安裝和封裝半導體晶片10和半導體晶片30的支撐部102的半導體部件100A的頂視圖。除了導電夾144耦合與半導體晶片10的源極焊盤18連接的源極引線10與半導體部件30的III族氮化物基板材料以外,半導體部件100A與半導體部件100類似。根據本實施例,半導體晶片30的III-N基板或III-N半導體材料不是浮動的,而是電連接至與矽半導體晶片的源極焊盤18電連接的源極引線110。雖然半導體部件100A被示為具有不在半導體晶片10和30的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10、半導體晶片30或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低了製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片30的表面34上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。該封裝配置遵循圖8所示的示意圖110,這裡,III-N半導體器件的基板與矽器件的源極或級聯的源極連接。

圖15是沿圖14的斷面線15-15切取的半導體部件100A的斷面圖。圖14與圖10類似,但包含具有端部144A和144B的導電夾144,其中,端部144A通過接合劑138與源極引線110耦合,並且,端部144B與III-N半導體晶片30的基板耦合。因此,導電夾144將半導體晶片10的源極與半導體晶片30的基板連接。

圖16是包括安裝並在QFN封裝中封裝有半導體晶片10和半導體晶片30的支撐部102的半導體部件142的頂視圖。圖17是沿圖16的斷面線17-17切取的半導體部件142的斷面圖,圖18是沿圖16的斷面線18-18切取的半導體部件142的斷面圖。為了闡明,一起描述圖16~18。除了導電夾144耦合半導體晶片10的漏極觸點20與半導體部件30的III族氮化物基板材料以外,半導體部件142與半導體部件100類似。應當理解,圖9中的斷面線11-11和12-12所示的斷面圖還與圖16的類似的區域對應。因此,圖11和圖12是圖9和圖16中的代表性的斷面圖。

參照圖17和圖18,導電夾144具有通過接合劑138與半導體器件11的漏極觸點20電連接的端部144A和通過接合劑138與半導體晶片30的III族氮化物半導體材料電連接的區域144B。

根據本實施例,半導體晶片30的III-N基板或III-N半導體材料不是浮動的,而是與漏極觸點20電連接。雖然半導體部件142被示為具有不在半導體晶片10和30的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10、半導體晶片30或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片30的表面34上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。該封裝配置遵循圖7所示的示意圖90,其中,III-N器件30的基板與其自身的源極以及與矽半導體晶片10的漏極連接。

圖19是包括安裝和在QFN封裝中封裝有半導體晶片10和半導體晶片50的支撐部102A的半導體部件150的頂視圖。圖20是沿圖19的斷面線20-20切取的半導體部件142的斷面圖。為了簡明,一起描述圖19和圖20。除了在半導體部件150中不存在缺口130和接片124且半導體晶片30被參照圖4描述的半導體晶片50替代以外,半導體部件150與半導體部件100類似。因此,圖19和圖20所示的半導體部件150的支撐結構由附圖標記102A識別。應當理解,圖9中的斷面線10-10、12-12和13-13所示的斷面圖也與圖19的類似的區域對應。因此,圖10、圖12和圖13是圖9和圖19中的代表性的斷面圖。

根據本實施例,半導體晶片50的III-N基板或III-N半導體材料是浮動的,即,III-N基板不與電勢的源電連接。雖然半導體部件150被示為具有不在半導體晶片10和50的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10、半導體晶片50或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片50的表面54上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。半導體部件150可示意性地由圖6所示的示意圖80代表,這裡,III-N半導體器件50的基板是浮動的。

圖21是包括半導體晶片10和半導體晶片50被安裝且可被封裝於諸如例如TO-220封裝、TO-247封裝、TO-264封裝或TO-257封裝等的通孔封裝中的支撐部102B的半導體部件180的頂視圖。圖22是沿圖21的斷面線22-22切取的半導體部件180的斷面圖,圖23是沿圖21的斷面線23-23切取的半導體部件180的斷面圖。為了簡明,一起描述圖21~23。除了支撐部102B被配置為包含從導電材料體136延伸的漏極引線182以外,半導體部件180與半導體部件150類似。因此,圖21~23所示的半導體部件180的支撐部由附圖標記102B識別。應當理解,圖9中的斷面線12-12和13-13所示的斷面圖也與圖21的類似的區域對應。因此,圖12和圖13是圖9和圖21中的代表性的斷面圖。

圖22示出漏電極182通過電連接器184與導電材料體136連接,並且,圖18示出電連接器182和支撐部102B的漏電極116與器件接納結構104電氣隔離。

根據本實施例,半導體晶片50的III-N基板或III-N半導體材料是浮動的,即,III-N基板不與電勢連接。雖然半導體部件180被示為具有不在半導體晶片10和50的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10、半導體晶片50或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片50的表面54上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。半導體部件150可示意性地由圖6所示的示意圖80代表,這裡,III-N半導體器件50的基板是浮動的。

圖24是包含安裝有半導體晶片240和半導體晶片50的支撐部202的半導體部件200的頂視圖。圖25是沿圖24的斷面線25-25切取的半導體部件200的斷面圖,圖26是沿圖24的斷面線26-26切取的半導體部件200的斷面圖,圖27是沿圖24的斷面線27-27切取的半導體部件200的斷面圖,圖28是沿圖24的斷面線28-28切取的半導體部件200的斷面圖,圖29是沿圖24的斷面線29-29切取的半導體部件200的斷面圖,並且圖30是沿圖24的斷面線30-30切取的半導體部件200的斷面圖。為了簡明,一起描述圖24~30。支撐部202包含器件接納結構204和206、陽極引線208、陰極引線210,並且可被封裝於諸如例如TO-220封裝、TO-247封裝、TO-264封裝或TO-257封裝等的通孔封裝中。器件接納結構204包含具有從一側延伸的接片或連接器214的矩形部分212。因此,矩形部分212和接片214形成具有側區域215和216的T形狀。側區域215和216可被稱為底座或底座結構。矩形部分212用作器件接納區域,並且,接片214的一部分用作陽極引線208。

器件接納結構206包含與器件接納區域212分開且電氣隔離的導電材料體220。電連接器或互連部222從導電材料體220延伸,其中,電連接器222的一部分用作陰極引線210。雖然引線208和210被描述為矩形形狀,但這些不是限制本實用新型,例如,引線208和210可具有其它的形狀。

根據實施例,支撐部202是被配置為具有器件接納結構204和器件接納結構206的導電支撐結構。更具體而言,支撐部202可由諸如例如銅的導電材料製成,並且被配置為具有配合部分224和配合部分226。支撐部202可由諸如例如單件銅的單件導電材料製成。配合部分224的子部分用作器件接納區域212且配合部分224的子部分用作側區域215和216。器件接納區域212可被稱為矽支撐部分或矽支撐結構。配合部分226的子部分227用作漏極觸點區域,並且,可被稱為底座部分、漏極互連部、漏電極或漏極觸點。根據實施例,缺口229由器件接納結構204形成。因此,器件接納結構204比器件接納結構206薄,或者包含比器件接納結構204薄的部分。電連接器222從導電材料體220延伸,其中,電連接器222的一部分用作陰極引線210。

半導體晶片240以倒裝晶片配置被安裝於器件支撐部202上。半導體晶片240具有表面242和表面244,其中,在表面242上或者由其形成陽極觸點246,並且,在表面244上或者由其形成陰極觸點248。陽極觸點246通過使用可以為例如焊料的接合劑138與接片214接合。其它適當的接合劑包含裸片附接材料、金屬或導電材料等。術語接合可被稱為安裝或附接等。陽極觸點246在圖24中被隱藏或者被遮擋視線,並因此由虛線或點線表示。

半導體晶片50被附接於半導體晶片240或漏極觸點區域227上。更具體而言,在陽極觸點248、底座部分216和漏極觸點區域227上形成諸如例如焊料138的接合劑。通過使用接合劑138,III-N半導體晶片50的源極接合焊盤60與半導體晶片240的陰極觸點248接合,柵極接合焊盤56與底座216接合,並且,漏極接合焊盤62與漏極觸點區域227接合。

本領域技術人員可以理解,包含器件接納結構204和206的支撐部202和半導體晶片240和50可被封裝於諸如例如模塑化合物的保護材料中。應當注意,在封裝之後,陽極引線208和陰極引線210從模塑化合物延伸。根據實施例,模塑化合物是熱增強模塑化合物。

因此,半導體部件200包含半導體晶片50,該半導體晶片50包含部分層疊於包含矽基半導體基板的矽晶片240上的III-N基半導體基板。半導體晶片50被倒裝,使得源極接合焊盤60與陰極248電氣接觸。III-N半導體晶片50以倒裝晶片配置被部分安裝於半導體晶片240上,在該倒裝晶片配置中,半導體晶片50的源極接合焊盤60與半導體晶片240的陰極觸點248電連接。柵極接合焊盤56與底座216電連接。應當注意,底座216用作底座結構,使得柵極接合焊盤56、源極接合焊盤60和漏極接合焊盤62在部分地在半導體晶片240上安裝半導體晶片50之後基本上處於同一面中並且提供幫助在支撐部202上固定半導體晶片240的手段。但是,這不是限制本實用新型。例如,可通過使用凸塊處理製造柵極接合焊盤56。類似地,可以使用凸塊處理以在陰極觸點248上形成導電隔離件結構。

根據本實施例,半導體晶片50的III-N基板或III-N半導體材料是浮動的,即,不與電勢的源極電連接。雖然半導體部件200被示為具有不在半導體晶片50的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片50的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片50的表面54上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。

圖31是被配置為用於製造半導體部件300的支撐部302的頂視圖。根據本實用新型的另一實施例,半導體部件300包含半導體晶片10A(在圖2中表示)和安裝於支撐部302上的半導體晶片30。圖32是製造中的半導體部件300的頂視圖。圖33是沿圖32的斷面線33-33切取的半導體部件300的斷面圖;圖34是沿圖32的斷面線34-34切取的半導體部件300的斷面圖;圖35是沿圖32的斷面線35-35切取的半導體部件300的斷面圖;圖36是沿圖32的斷面線36-36切取的半導體部件300的斷面圖;圖37是沿圖32的斷面線37-37切取的半導體部件300的斷面圖;圖38是沿圖32的斷面線38-38切取的半導體部件300的斷面圖;並且圖39是沿圖32的斷面線39-39切取的半導體部件300的斷面圖。為了簡明,一起描述圖31~39。支撐部302包含具有主表面306和308的導電基板304,並且包含器件接納區域310、底座312和延伸314。支撐部302可封裝於諸如例如TO-220封裝、TO-247封裝、TO-264封裝或TO-257封裝等的通孔封裝。根據實施例,導電基板304具有具有四個角部區域的矩形形狀。底座312橫向分開器件接納區域310與延伸314,即,底座312處於器件接納區域310與延伸314之間。底座312從表面306向上延伸並且具有表面316和側壁318和320。根據實施例,導電基板304是銅。用於導電基板304的其它適當的材料包含鋁或銀等。

電氣延伸322從導電基板304的角部區域延伸,其中,延伸322的一部分用作漏極引線324。半導體部件300還包括與導電基板304電氣隔離的矩形互連部326、與導電基板304電氣隔離的矩形互連部328、與導電基板304電氣隔離的矩形互連部330、和與導電基板304電氣隔離的互連部332。作為例子,互連部332具有正方形主體區域332A和從正方形主體區域332A延伸的延伸部332B。互連部326的一部分336用作柵極引線,互連部328的一部分338用作Kelvin引線,互連部330的一部分340用作感測引線,並且,互連部332的一部分342用作源極引線。雖然互連部326、328和330被描述為具有矩形形狀且互連部332被描述為具有帶有延伸的正方形形狀,但這不是限制本實用新型,並且,互連部326、328、330和332可具有其它形狀。

圖33示出漏極引線324和從導電基板304延伸的延伸部322。

電氣絕緣材料層350在器件接納區域310上形成。根據實施例,電氣絕緣層350包含陶瓷材料。導電材料在電氣絕緣材料層350上形成並且被構圖為形成器件接納結構352和互連結構354。根據實施例,器件接納結構352具有包括從一側延伸的延伸部358的矩形器件接納區域356和在延伸部358延伸的相對側形成的觸點區域360。互連結構354是用作柵電極的互連結構的矩形結構。與觸點區域360類似,延伸部358還用作觸點區域並且可被稱為觸點區域358。導電基板304、電氣絕緣層350和導電材料352形成直接接合銅基板354。

源極引線342和Kelvin引線338分別通過導電元件362和364與器件接納結構352電連接,並且,柵極引線336通過導電元件366與互連結構354電連接。作為例子,導電元件362、364和366是夾子。夾子362具有通過導電接合劑138與互連部332接合的端部362A和通過導電接合劑138與器件接納結構352接合的端部362B。夾子364具有通過導電接合劑138與互連部338接合的端部364A和通過導電接合劑138與器件接納結構352接合的端部364B。夾子366具有通過導電接合劑138與互連部326接合的端部366A和通過導電接合劑138與器件接納結構352接合的端部366B。導電接合劑138可以是焊料或導電糊劑等。

半導體晶片10A以倒裝晶片的方式被安裝於夾子362、364和366上。更具體而言,源極接合焊盤18通過導電接合劑138與夾子362和夾子364接合,並且,柵極接合焊盤16A通過接合劑138與夾子366接合。術語安裝可被稱為接合或附接等。漏極觸點20通過接合導線331與感測引線340接合。由於半導體晶片10A以倒裝晶片的方式被安裝,因此,柵極接合焊盤16A和源極接合焊盤18被隱藏或者被遮擋視線。因此,柵極接合焊盤16A和源極接合焊盤18在圖32中由點線或者虛線表示。

半導體晶片30被附接於半導體晶片70和底座312。更具體而言,在漏極觸點20上形成接合劑138,並且,在底座部分134的一部分上形成接合劑138。III-N半導體晶片30的源極接合焊盤40通過接合劑138與半導體晶片10A的漏極觸點20接合,並且III-N半導體晶片30的漏極接合焊盤42通過接合劑138與底座312接合。如上所述,適於作為接合劑138的材料包括焊料或導電糊劑等。

本領域技術人員可以理解,支撐部302和半導體晶片10A和30可被封裝於諸如例如模塑化合物的保護材料中。應當注意,在封裝之後,柵極引線336、Kelvin引線338、源極引線342、感測引線340和漏極引線324從模塑化合物延伸。根據實施例,模塑化合物是熱增強模塑化合物。

根據本實施例,半導體晶片30的III-N基板或III-N半導體材料是浮動的,即,III-N基板不與電勢或固定電勢連接。雖然半導體部件300被示為具有不在半導體晶片10A和30的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10A、半導體晶片30或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片30的表面34上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。

圖40是包含安裝半導體晶片10A(在圖2中表示)和半導體晶片30的支撐部302的半導體部件400的頂視圖。圖41是製造中進一步的半導體部件400的頂視圖。圖42是沿圖41的斷面線42-42切取的半導體部件400的斷面圖。為了闡明,一起描述圖40~42。除了在半導體部件400中不存在互連部328和330、Kelvin引線338、感測引線340和夾子364以外,半導體部件400與半導體部件300類似。應當理解,圖41所示的斷面線33-33、34-34、36-36、38-38和39-39所示的斷面圖可能看起來與圖32所示的斷面線33-33、34-34、36-36、38-38和39-39所示的斷面圖相同。因此,圖33、圖34、圖36、圖38和圖39是圖32和圖41中的代表性的斷面圖。支撐部302被配置為通過諸如例如TO-220封裝、TO-247封裝、TO-264封裝或TO-257封裝等的通孔封裝被封裝。

圖43是包含安裝有半導體晶片10A(在圖2中表示)和半導體晶片30的支撐部502的半導體部件500的頂視圖。圖44是沿圖43的斷面線44-44切取的半導體部件500的斷面圖;圖45是沿圖43的斷面線45-45切取的半導體部件500的斷面圖;圖46是沿圖43的斷面線46-46切取的半導體部件500的斷面圖;圖47是沿圖32的斷面線47-47切取的半導體部件500的斷面圖;圖48是沿圖43的斷面線48-48切取的半導體部件500的斷面圖。應當理解,圖43所示的斷面線33-33所示的斷面圖看起來與圖32所示的斷面線33-33所示的斷面圖相同。因此,圖33是沿圖43和圖41的斷面線33-33切取的代表性的斷面圖,這裡,為了應對不同的實施例的編號,附圖標記可被調整。為了闡明,一起描述圖43~48。支撐部502包含具有主表面506和508的導電基板504,並且包含互連區域509、器件接納區域510、底座512和延伸部14。支撐部502被配置為在諸如例如TO-220封裝、TO-247封裝、TO-264封裝或TO-257封裝等的通孔封裝中被封裝。根據實施例,導電基板504具有包括四個角部區域的矩形形狀。底座512橫向分開器件接納區域510與延伸部514,即,底座512處於器件接納區域510與延伸部514之間。底座512從表面506向上延伸並且具有表面516和側壁518和520。根據實施例,導電基板504是銅。用於導電基板504的其它適當的材料包含鋁或金屬等。

電氣延伸部522從導電基板504的角部區域延伸,其中,延伸部522的一部分524用作漏極引線。半導體部件500還包括與導電基板504電氣隔離的矩形互連部526和與導電基板504電氣隔離的互連部532。作為例子,互連部532具有正方形主體區域532A和從正方形主體區域532A延伸的延伸部532B。互連部526的一部分536用作柵極引線,互連部528的一部分用作源極引線。雖然互連部526被描述為具有矩形形狀且互連部532被描述為具有帶有延伸部的正方形形狀,但這不是限制本實用新型,並且,互連部526和532可具有其它形狀。

電氣絕緣材料層550在器件接收區域510上形成。根據實施例,電氣絕緣層550包含陶瓷材料。導電材料在電氣絕緣層550上形成並且被構圖為形成器件接納結構552和互連結構554。根據實施例,器件接納結構552具有帶有從一側延伸的延伸部558的矩形部分556和在延伸部558延伸的相對側形成的觸點區域560,並且,互連結構554是用作柵電極的互連結構的矩形結構。矩形部分556具有器件接納區域556A和夾子配合區域556B。與觸點區域560類似,延伸部558還用作觸點區域並且可被稱為觸點區域558。導電基板504、電氣絕緣材料層550和導電材料552形成直接接合的銅基板559。

半導體晶片10A以倒裝晶片的方式被安裝於器件接納區域556A上。更具體而言,源極接合焊盤18通過導電接合劑138與器件接納區域556A接合,並且,柵極接合焊盤16A通過接合劑138與互連結構554的一部分接合。術語安裝可被稱為接合或附接等。由於半導體晶片10A以倒裝晶片的方式被安裝,因此,柵極接合焊盤16A和源極接合焊盤18被隱藏或者被遮擋視線。因此,柵極接合焊盤16A和源極接合焊盤18在圖43中由點線或者虛線表示。

半導體晶片30被附接於半導體晶片10A和底座512。更具體而言,在漏極觸點20上形成接合劑138,並且,在底座512的一部分上形成接合劑138。III-N半導體晶片30的源極接合焊盤42通過接合劑138與半導體晶片10A的漏極觸點20接合,並且,III-N半導體晶片30的漏極接合焊盤42通過接合劑138與底座512接合。如上所述,適於接合劑138的材料包括焊料、導電裸片附接材料或導電模塑化合物等。

源極引線532通過導電元件562與夾子配合區域電連接,並且,柵極引線536通過導電元件566與互連結構554電連接。作為例子,導電元件562和566是夾子。夾子562具有通過導電接合劑138與互連部532接合的端部562A和通過導電接合劑138與夾子配合區域556B接合的端部562B。夾子566具有通過導電接合劑138與互連部526接合的端部566A和通過導電接合劑138與互連部554接合的端部566B。導電接合劑138可以是焊料、導電粘接劑或導電材料等。

本領域技術人員可以理解,支撐部502和半導體晶片10A和30可被封裝於諸如例如模塑化合物的保護材料(未示出)中。應當注意,在封裝之後,柵極引線536、源極引線536和漏極引線524從模塑化合物延伸。根據實施例,模塑化合物是熱增強模塑化合物。

根據本實施例,半導體晶片30的III-N基板或III-N半導體材料是浮動的,即,III-N基板不與電勢或固定電勢連接。雖然半導體部件500被示為具有不在半導體晶片10A和30的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10A、半導體晶片30或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加,即,熱傳導性增加。另外,可通過在半導體晶片30的表面34上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。

圖49是根據本實用新型的實施例的被配置為用於製造半導體部件600的支撐部602的頂視圖。半導體部件600包含安裝有半導體晶片10A和50的支撐部602。圖50是製造中進一步的安裝有半導體晶片10A和半導體晶片50的半導體部件600的頂視圖。圖51是沿圖50的斷面線51-51切取的半導體部件600的斷面圖;圖52是沿圖50的斷面線52-52切取的半導體部件600的斷面圖;圖53是沿圖50的斷面線53-53切取的半導體部件600的斷面圖;圖54是沿圖50的斷面線54-54切取的半導體部件600的斷面圖;圖55是沿圖50的斷面線55-55切取的半導體部件600的斷面圖。為了闡明,一起描述圖49~55。支撐部602包含器件接納結構604和606、柵極引線608、Kelvin引線610、源極引線612,並且,被配置為封裝於QFN封裝中。器件接納結構604包含具有從矩形部分620的一側延伸的接片622以形成缺口624的矩形部分620。在缺口624中形成具有L形狀的觸點互連部628,其中,觸點互連部628與矩形部分620和接片622電氣隔離。根據實施例,觸點互連部628具有可相互呈直角的腿部分和腳部分。腳部分被配置為與柵極接合焊盤16A配合,並且,腿部分具有用作柵極引線608或柵極柱的端部區域。Kelvin引線610具有矩形形狀,並且與矩形部分620一體化且從其延伸。源極引線612是具有與矩形部分620的角部區域一體化且從其延伸的部分的矩形導電材料。器件接納結構606包含與矩形部分620和接片622分開且電氣隔離的導電材料體636。雖然引線608、610和612被描述為L形狀或矩形形狀,但這些不是限制本實用新型,即,引線608、610和612可具有其它的形狀。

根據實施例,支撐部602是被配置為具有器件接納結構604和器件接納結構606的導電支撐結構。更具體而言,支撐部602可由諸如例如銅的導電材料製成,並且被配置為具有配合部分632和配合部分634。支撐部602可由諸如單件銅的單件導電材料製成。配合部分632可被稱為矽支撐部分或矽支撐結構,並且,配合部分634可被稱為底座部分、漏極互連部、漏電極或漏極觸點。根據實施例,底座部分634的一部分比矽支撐部分632厚,由此,它可被描述為底座部分。

半導體晶片10A以倒裝晶片的方式被安裝於器件支撐部602。如參照圖2討論的那樣,半導體晶片10A具有在其頂表面12上或者由其形成的柵極接合焊盤16A、在頂表面12上或者由其形成的源極接合焊盤18和在底表面14上或者由其形成的漏極觸點20(在圖52中表示)。術語安裝可被稱為接合或附接等。由於半導體晶片10A以倒裝晶片的方式被安裝,因此,柵極接合焊盤16A和源極接合焊盤18被隱藏或者被遮擋視線。因此,柵極接合焊盤16A和源極接合焊盤18由點線或者虛線表示。因此,半導體晶片10A的源極接合焊盤18A被附接於矽支撐部632,並且,半導體晶片10A的柵極接合焊盤16A被附接於觸點互連部628的腳部分。更具體而言,源極接合焊盤18A通過使用接合劑138與矽支撐部接合,並且,柵極接合焊盤16A通過使用接合劑138與觸點互連部628的腳部分接合。適於接合劑138的材料包含焊料、導電環氧樹脂或導電粘接劑等。

半導體晶片50被附接於半導體晶片10A和底座部分634。具體而言,在漏極觸點20上形成接合劑138,並且,在底座部分634的一部分上形成接合劑138。III-N半導體晶片50的源極接合焊盤62通過接合劑138與半導體晶片10A的漏極觸點20接合,並且,III-N半導體晶片50的漏極接合焊盤62通過接合劑138與底座部分634接合。

本領域技術人員可以理解,包含器件接納結構604和606的支撐部602和半導體晶片10A和50可被封裝於諸如例如模塑化合物的保護材料(未示出)中。應當注意,在封裝之後,柵極引線608、Kelvin引線610和源極引線612從模塑化合物延伸。根據實施例,模塑化合物是熱增強模塑化合物。

根據本實施例,半導體晶片30的III-N基板或III-N半導體材料是浮動的,即,III-N基板不與電勢或固定電勢連接。雖然半導體部件600被示為具有不在半導體晶片10A和50的活性區域上形成的接合焊盤,但這不是限制。可在半導體晶片10A、半導體晶片50或者兩者的活性區域上形成接合焊盤,這降低製造成本,原因是接合焊盤不需要附加的面積。在活性區域上形成接合焊盤還增加接合焊盤的尺寸,這改善熱性能,原因是熱傳導增加。另外,可通過在半導體晶片50的表面52上或者與其接觸地形成熱傳導材料,進一步增加熱傳導性。

雖然這裡公開了某些優選的實施例和方法,但是本領域技術人員從以上的公開可以清楚地看出,在不背離本實用新型的精神和範圍的情況下,可提出這些實施例和方法的變化和修改。本實用新型應僅限制到所附的權利要求和適用的法律的規則和原理所要求的程度。

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