[發明專利]具有水平半導體元件和垂直半導體元件的半導體部件

有效

• 申請號: 201310412957.2
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN104253156B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 蔡欣昌;李嘉炎;李芃昕
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 李昕巍,趙根喜

技術領域

本發明涉及一種半導體部件，且尤其涉及一種具有水平半導體元件和垂直半導體元件的半導體部件。

背景技術

在高電子遷移率晶體管(high electron mobility transistors，HEMTs)元件應用上，越來越多以III-V族化合物半導體像是砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）等為基材的半導體元件被開發出來，與傳統的硅基半導體(silicon-based semiconductor)相較，III-V族化合物半導體因為具備更優秀的高功率表現，因此格外引人矚目。

III-V族化合物半導體與傳統硅基半導體的不同之處在于，其導電通道的形成應用元件中的各層能隙之間的差異，進而于層間界面處形成二維電子氣（two-dimensional electron gas，2DEG），并以2DEG作為導電通道，相關技術在美國專利US5192987以及US6849882中已經被提出。然而，當前在III-V族化合物半導體的制作上，其仍須以水平半導體元件的形式，即其源極、漏極以與柵極三者制作于半導體裝置的同一側的位置。

另一方面來說，兩個或兩個以上的半導體元件彼此層疊封裝為半導體部件，已成為增進半導體部件整體效能逐漸普及的手段之一。因此，一種可以整合垂直半導體元件與水平半導體元件的半導體部件是當今相關業界十分重要的課題。

發明內容

本發明提出一種半導體部件，包括水平半導體元件、垂直半導體元件以及引線框架。水平半導體元件具有第一側以及第二側，水平半導體元件包括位于第一側的有源區域，有源區域包括第一電極、第二電極以及控制電極。垂直半導體元件具有第一側以及第二側，垂直半導體元件包括位于第一側的第一電極、以及位于第二側的第二電極和控制電極。引線框架分別電連接水平半導體元件的第一電極、水平半導體元件的第二電極、垂直半導體元件的第二電極、以及水平半導體元件和垂直半導體元件各自的控制電極，其中垂直半導體元件的第一側配置于水平半導體元件的第二側，且水平半導體元件的第一電極亦與垂直半導體元件的第一電極電連接。

在本發明的一實施方式中，前述水平半導體元件的第一側面向引線框架。

在本發明的一實施方式中，前述水平半導體元件的控制電極與垂直半導體元件的第一電極電連接。

在本發明的一實施方式中，進一步包括設置于水平半導體元件的第一側的鈍化層。

在本發明的一實施方式中，前述引線框架包括多個部分。

在本發明的一實施方式中，前述多個部分的至少二個部分實質上共平面。

在本發明的一實施方式中，前述多個部分的至少二個部分實質上非共平面。

在本發明的一實施方式中，進一步包括第一連接部電連接水平半導體元件的第一電極以及垂直半導體元件的第一電極。

在本發明的一實施方式中，進一步包括位于水平半導體元件的第二側的導體層，其中垂直半導體元件的第一電極連接導體層，且第一連接部電連接水平半導體元件的第一電極以及導體層。

在本發明的一實施方式中，前述第一連接部包括金屬夾、導電金屬帶或焊接線。

在本發明的一實施方式中，進一步包括同時連接水平半導體元件的第二電極以及引線框架的第二連接部。

在本發明的一實施方式中，前述第二連接部包括金屬夾、導電金屬帶或焊接線。

在本發明的一實施方式中，進一步包括同時連接垂直半導體元件的控制電極以及引線框架的第三連接部。

在本發明的一實施方式中，前述第三連接部包括金屬夾、導電金屬帶或焊接線。

在本發明的一實施方式中，前述水平半導體元件包括金屬-絕緣體-半導體場效應晶體管(MISFET)、金屬半導體場效應晶體管(MESFET)、或高電子遷移率晶體管(HEMT)。

在本發明的一實施方式中，前述水平半導體元件包括氮化物基功率晶體管。

在本發明的一實施方式中，前述水平半導體元件的第一電極為源極，水平半導體元件的第二電極為漏極，垂直半導體元件的第一電極為漏極，垂直半導體元件的第二電極為源極，而水平、垂直半導體元件的各自的控制電極均為柵極。

在本發明的一實施方式中，前述水平半導體元件的厚度大于該垂直半導體元件的厚度。

在本發明的一實施方式中，前述水平半導體元件的控制電極與垂直半導體元件的第二電極電連接。

附圖說明

本發明的上述和其他方面、特征及其他優點參照說明書內容并配合附圖得到更清楚的了解，其中：