[發(fā)明專利]在單面上帶塊形連接的垂直導電倒裝芯片式器件無效

申請?zhí)枺?/td>	01804908.7	申請日：	2001-02-09
公開（公告）號：	CN1401141A	公開（公告）日：	2003-03-05
發(fā)明（設計）人：	D·M·金策;A·阿祖曼仰;T·薩蒙	申請（專利權）人：	國際整流器有限公司
主分類號：	H01L27/148	分類號：	H01L27/148;H01L29/768;H01L29/80;H01L23/48;H01L23/52;H01L23/40;H01L27/082;H01L27/08;H01L27/04
代理公司：	上海專利商標事務所	代理人：	李玲
地址：	美國加利***	國省代碼：	暫無信息
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摘要：
搜索關鍵詞：	面上帶塊形連接垂直導電倒裝芯片器件
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【說明書】：

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及半導體器件封裝和制作這種封裝的方法，更特別地涉及到芯片級的封裝及其生產(chǎn)方法。

已知半導體器件封裝用于裝套和保護半導體管芯以及提供至管芯電極輸出連接。通常，半導體管芯從很大的母片切割而成，其中，管芯擴散和金屬化處理在傳統(tǒng)的晶片處理設備中進行。這樣的管芯可以是二級管、場效應管、可控硅整流器之類。管芯易碎，必須保護管芯表面不受外界環(huán)境的損害。此外，合宜的導線必須連接到管芯電極上用于電路中管芯的連接。

通常，這樣的管芯通過切片從晶片分割而得，管芯的底部安裝于具有接收對應管芯的套片部分的電路板的一部分并與之連接。管芯的頂部電極隨后通常用導線與電路板的其它部分連接，電路板隨后用于外部連接。這樣的導線連接是精密的且減慢了安裝進程。它們還提供了相當高的電阻和電感。

希望在許多場合中，封裝的半導體器件可從封裝的一邊安裝，使完成電路板上迅速而可靠的安裝，同時提供低電阻連接。

發(fā)明內(nèi)容

本方面提供了新穎的半導體管芯封裝，包含安裝在電路板或其它使用芯片一個表面的電子接口上的“倒裝芯片式”。特別地，封裝有連接，舉例來說，與封裝同邊的柵極連接、源極連接和漏極連接(對于MOSFET)，并且可通過在分別與電路板上的外部柵極、源極和漏極連接相連的芯片表面形成焊球來安裝。

與芯片的源極連接通過芯片源極上的焊球來完成，焊球被固定，這樣依賴它們將與電路板上適當?shù)脑礃O電子連接相連。封裝被這樣構造，使得漏極在同一表面上。

在一實施例中，有源結在載流子濃度(例如，P^-)相對較低的層中，該層在源極之下但卻在具有相對較高的相同類型載流子(比如，P⁺)濃度的基片之上。在與源電極分離的區(qū)域的相同表面上固定著至少一個漏極。擴散區(qū)或“散熱片”穿過相對基片載流子濃度較低的層，從頂部漏極延伸并在頂部漏極之下。擴散區(qū)與基片具有相同的載流子濃度和載流子類型(比如，P⁺)。由此，建立了一條電子通道，從源極開始，穿過有源元件到達基片，再穿過擴散區(qū)到達頂部漏極。

正如所提到的，漏極與源極和柵極在同一表面，并由此可使用對應適當?shù)耐獠柯O連接的位置的焊球安裝至電路板。

在另一實施例中，代替在漏極連接之下使用擴散區(qū)，載流子濃度相對較低的層可被蝕刻至基片并用漏極填充。這可在——比如，垂直導電溝道型器件的——溝道蝕刻步驟的同時完成。

在本方面的還有一個實施例中，在公用芯片中形成了兩個垂直導電MOSFET器件，它們的源極區(qū)橫向叉指排列而公用一個漏極基片。這種結構形成了固有雙向開關。所有的連接提供在頂面，連接球可沿著繞矩形芯片對角線呈對稱的直行分布，以簡化對電路板支持的連接。芯片的底部可具有在具有共有漏極的鄰近器件之間提供低電阻電流通路的厚金屬層。在芯片用其相對印刷電路板的頂面安裝時，它還能夠提高導熱性。

本方面的其它特征和優(yōu)點將從以下參考附圖的本發(fā)明描述中變得更為明顯。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的透視圖。

圖2是連接塊形成前圖1器件的金屬化圖案的俯視圖。

圖3顯示了在焊塊形成后圖2的晶片。

圖4是通過對應圖2中線4-4截面區(qū)域的小區(qū)域展示的圖2的橫截面，并在圖中顯示了源極和漏極頂部的金屬化。

圖5是顯示圖1和圖3接觸球的尺寸和間距的布置圖。

圖6是圖2沿橫截線6-6和柵極總線的橫截面。

圖7顯示了使用P⁺散熱片擴散使得將漏極金屬的頂部連接與P⁺基片連接。

圖8顯示了制造圖4頂面的漏極至P⁺基片的連接的修改的連接結構。

圖9是本發(fā)明另一個實施例金屬化頂面的俯視圖。

圖10顯示了圖9在適當位置帶成行的接觸球。