[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210120485.9
• 申請(qǐng)日: 2012-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102646670A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐納德·迪斯尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都芯源系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H01L25/065
• 分類號(hào): H01L25/065;H01L23/495;H01L21/60
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種包括垂直型功率晶體管的半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)

垂直型功率晶體管，例如垂直型的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）、垂直型結(jié)型場(chǎng)效晶體管（JFET）或者場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET），被廣泛使用在功率管理應(yīng)用中。在一些功率管理應(yīng)用中，例如在半橋驅(qū)動(dòng)器，同步降壓變換器、同步升壓變換器中，均包括串聯(lián)連接的垂直型功率晶體管。

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)功率變換器100的原理圖。開(kāi)關(guān)功率變換器100包括低側(cè)功率晶體管101、高側(cè)功率晶體管102和控制器103。高側(cè)功率晶體管102的漏極電極102D耦接至輸入端子以接收供電電源VIN。高側(cè)功率晶體管102的柵極電極102G和低側(cè)功率晶體管101的柵極電極101G均接收來(lái)自控制器103的柵極控制信號(hào)。高側(cè)功率晶體管102的源極電極102S與低側(cè)功率晶體管101的漏極電極101D彼此連接在一起形成開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW，在該節(jié)點(diǎn)SW輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。低側(cè)功率晶體管101的源極電極101S連接至地GND。

在一些大功率應(yīng)用場(chǎng)合中，高側(cè)功率晶體管102和低側(cè)功率晶體管101可以采用例如垂直型MOSFET這樣的垂直型功率晶體管。垂直型功率晶體管通常包括位于功率晶體管芯片底面的漏極電極、位于功率晶體管芯片頂面的源極電極和柵極電極。通常，高側(cè)功率晶體管102、低側(cè)功率晶體管101以及控制器103被制作在不同的半導(dǎo)體芯片上，這些半導(dǎo)體芯片被放置在引線框架104的同一表面上。圖2是圖1所示開(kāi)關(guān)功率變換器100的傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)200的示意圖。如圖2所示，高側(cè)功率晶體管102的漏極電極102D和低側(cè)功率晶體管101的漏極電極101D被貼裝在引線框架104的不同的、彼此隔離的部分。

對(duì)于大功率器件，引線框架可用作散熱器。為了便于將器件集成在印制電路板（PCB）上，通常將散熱器連接至地。圖1所示的開(kāi)關(guān)功率變換器100具有如圖2所示的封裝結(jié)構(gòu)，其中高側(cè)功率晶體管102的漏極電極102D與低側(cè)功率晶體管101的漏極電極101D均附著至引線框架104上，分別耦接至恒定的高電壓VIN和在高電壓和低電壓之間變換的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW。通常，具有恒定高電壓的裸露的引線框架不是我們所期望的，因?yàn)檫@會(huì)增加PCB板上的高壓散熱面積。而裸露的引線框架在高壓與低壓之間切換，更不是我們想要的，因?yàn)檫@會(huì)引起電磁干擾（EMI）。而且，由于多個(gè)芯片并排放置，圖2所示傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)的封裝尺寸較大。此外，不同的半導(dǎo)體芯片之間通過(guò)引線鍵合來(lái)連接，會(huì)因此引入寄生電感和寄生電容。再者，多個(gè)露出的引線框架部分彼此靠近，使得共裝（co-packaged）產(chǎn)品至PCB的附著工藝復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種多芯片封裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其制作方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，包括：引線框架；第一垂直型晶體管芯片，包括具有第一源極電極、第一漏極電極和第一柵極電極的第一垂直型晶體管，其中第一垂直型晶體管芯片附著至引線框架，第一源極電極電耦接至引線框架；第二垂直型晶體管芯片，包括具有第二源極電極、第二漏極電極和第二柵極電極的第二垂直型晶體管，其中第二垂直型晶體管芯片堆疊在第一垂直型晶體管芯片上，第二源極電極電耦接至第一垂直型晶體管的第一漏極電極。

根據(jù)本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，該半導(dǎo)體器件包括第一垂直型晶體管芯片和第二垂直型晶體管芯片，該制作方法包括：制作具有第一源極電極、第一漏極電極和第一柵極電極的第一垂直型晶體管；制作具有第二源極電極、第二漏極電極和第二柵極電極的第二垂直型晶體管；將第一垂直型晶體管芯片貼裝于引線框架上并將第一源極電極電耦接至引線框架；以及將第二垂直型晶體管芯片堆疊于第一垂直型晶體管芯片上并將第二源極電極耦接至第一垂直型晶體管芯片的第一漏極電極。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件及其制作方法，將第一垂直型晶體管和第二垂直型晶體管堆疊放置，減小了半導(dǎo)體器件封裝的尺寸，同時(shí)第一和第二垂直型晶體管間的互連電感和電阻也隨之減少。

附圖說(shuō)明

結(jié)合以下附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)理解，附圖的特征不是按比例繪制的，而是示意性的。

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)功率變換器100的原理圖；

圖2是圖1所示開(kāi)關(guān)功率變換器100的傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)200的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多芯片半導(dǎo)體器件300的剖視圖；