[發(fā)明專利]包括底座的半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210068095.1
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102683301B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.克里斯特曼;P.瓊斯
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;H01L23/31;H01L21/48;H01L21/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 王岳,盧江

背景技術(shù)

功率電子模塊是用在功率電子電路中的半導(dǎo)體封裝。功率電子模塊典型地用在車輛和工業(yè)應(yīng)用中，諸如用在逆變器和整流器中。功率電子模塊內(nèi)包括的半導(dǎo)體部件典型地是絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）半導(dǎo)體芯片或者金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）半導(dǎo)體芯片。IGBT和MOSFET半導(dǎo)體芯片具有變化的電壓和電流額定值。一些功率電子模塊還包括用于過壓保護的半導(dǎo)體封裝中的額外的半導(dǎo)體二極管（即，續(xù)流二極管）。

通常，使用兩個不同的功率電子模塊。一個設(shè)計用于較高功率的應(yīng)用而另一個設(shè)計用于較低功率的應(yīng)用。對于較高功率的應(yīng)用，功率電子模塊典型地包括集成在單個基板上的若干個半導(dǎo)體芯片。基板典型地包括絕緣陶瓷基板，諸如Al₂O₃、AlN、Si₃N₄或者其他適當(dāng)?shù)牟牧希允构β孰娮幽K絕緣。利用純凈的或鍍覆的Cu、Al或者其他適當(dāng)?shù)牟牧现辽偈固沾苫宓捻斆娼饘倩蕴峁┌雽?dǎo)體芯片的電接觸和機械接觸。典型地使用直接銅接合（DCB）工藝、直接鋁接合工藝（DAB）工藝或者活性金屬釬焊（AMB）工藝將金屬層接合到陶瓷基板。

典型地，利用Sn-Pb、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu或者另一適當(dāng)?shù)暮噶虾辖鸬能浐赣糜趯雽?dǎo)體芯片連結(jié)到金屬化陶瓷基板。典型地，若干個基板組合到平面金屬底座上。在該情況下，還利用純凈的或鍍覆的Cu、Al或者其他適當(dāng)?shù)牟牧鲜固沾苫宓谋趁娼饘倩詫⒒暹B結(jié)到平面金屬底座。為了將基板連結(jié)到平面金屬底座，典型地使用利用Sn-Pb、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu或者另一適當(dāng)?shù)暮噶虾辖鸬能浐浮Ｆ矫娼饘俚鬃梢赃M而附接到冷卻元件，冷卻劑可以通過該冷卻元件流動以防止操作期間的功率電子模塊的過熱。

隨著日益增加的在苛刻環(huán)境（例如，汽車應(yīng)用）中使用功率電子裝置的期望以及正在進行的半導(dǎo)體芯片集成，外部和內(nèi)部耗散的熱繼續(xù)增加。因此，存在增長的對能夠以高達和超過200℃的內(nèi)部和外部溫度進行操作的高溫功率電子模塊的需求。此外，功率電子裝置的電流密度繼續(xù)增加，這導(dǎo)致了功率損耗密度的增加。因此，經(jīng)由冷卻元件進行的用于防止過熱的功率電子裝置的液體冷卻正變得日益重要。

出于這些和其他原因，需要本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

一個實施例提供了一種半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體芯片和耦接到半導(dǎo)體芯片的底座。該底座包括上部分和下部分。上部分具有與下部分的側(cè)壁相交的底表面。該半導(dǎo)體裝置包括耦接到底座的冷卻元件。冷卻元件具有與底座的上部分的底表面直接接觸的第一表面、與底座的下部分的側(cè)壁直接接觸的第二表面、以及與第一表面平行并且與底座的下部分的底表面對準(zhǔn)的第三表面。

附圖說明

附圖被包括以提供實施例的進一步理解并且被并入本說明書并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖圖示了實施例并且連同描述一起用于說明實施例的原理。其他實施例以及實施例的許多預(yù)期優(yōu)點將容易被認識到，因為它們通過參照下面的詳細描述而變得更好理解。圖中的元件不一定相對彼此按比例繪制。相同的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的相似部分。

圖1圖示了半導(dǎo)體裝置的一個實施例的橫截面視圖。

圖2圖示了冷卻元件的一個實施例的橫截面視圖。

圖3A圖示了耦接到冷卻元件的半導(dǎo)體裝置的一個實施例的橫截面視圖。

圖3B圖示了耦接到冷卻元件的半導(dǎo)體裝置的另一實施例的橫截面視圖。

圖4A圖示了耦接到冷卻元件的半導(dǎo)體裝置的另一實施例的橫截面視圖。

圖4B圖示了耦接到冷卻元件的半導(dǎo)體裝置的另一實施例的橫截面視圖。

圖5A圖示了耦接到冷卻元件的半導(dǎo)體裝置的另一實施例的橫截面視圖。

圖5B圖示了耦接到冷卻元件的半導(dǎo)體裝置的另一實施例的橫截面視圖。

具體實施方式

在下面的詳細描述中，參照附圖，所述附圖形成該詳細描述的一部分并且在所述附圖中借助于圖示示出了其中可以實踐本公開的具體實施例。在這一點上，方向性術(shù)語，諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“頭”、“尾”等，是參照所描述的（一幅或多幅）附圖的取向而使用的。由于實施例的部件可以設(shè)置在許多不同的取向上，因此方向性術(shù)語用于說明的目的而決非限制。要理解，可以利用其他實施例并且可以進行結(jié)構(gòu)或邏輯的改變而不偏離本公開的范圍。因此，下面的詳細描述不要被視為限制性意義，并且本公開的范圍由所附權(quán)利要求限定。

要理解，除非另外具體指出，否則這里描述的各種示例性實施例的特征可以彼此組合。