[實用新型]半導體器件和半導體裝置

有效

• 申請號: 201320118300.0
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203521403U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: K.霍賽尼;A.毛德
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L23/532
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曲寶壯;劉春元

技術領域

本實用新型涉及一種半導體器件，特別是，涉及半導體器件的互連。?

背景技術

在功率半導體領域，重要主題是電阻率的最小化和功率器件的熱管理的改進。該主題的中心點在于芯片到芯片載體的互連和該互連關于導電和導熱的行為。在功率器件縮小和電流密度不斷增加情況下，具有垂直電流通過器件的此類功率器件（例如IGBT、二極管、MOSFET）的熱性能是產品應用中的限制性因素。用于具有快速開關時間的高壓應用的補償器件，例如超結晶體管，是針對該困境的最好示例。?

與具有相同等級的阻斷電壓的常規功率MOSFET相比，超結晶體管使用復雜的和昂貴的制造工藝來實現相同的導通電阻。超結晶體管因此像可比較的標準MOSFET那樣需要較小的芯片面積。然而，較大的標準芯片的熱行為更好。?

由于熱原因，超結晶體管的制造技術的改進不能直接轉變成器件面積的進一步收縮：超結晶體管的總功率損耗P_total取決于在導通下的傳導損耗P_on-state、開關損耗P_switching，并且遵循原則：?

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冷卻超結晶體管可以產生的最大損耗P_max取決于超結晶體管芯片與連接到熱沉的超結晶體管的封裝側之間的最大溫度差ΔT_JC,max和芯片與封裝之間的熱阻R_th,JC。

????????????????????????????(2)?

假定不可以超過以防止器件故障并且實現長期可靠性的超結晶體管最大溫度，可以被消耗的最大損耗P_max是熱阻R_th,JC的函數，其中芯片尺寸具有重大影響。

根據等式(1)和(2)，比較具有相同R_DS,on的兩個晶體管并且假定開關損耗P_switching特性相同，具有較小芯片面積(=?較高的R_th,JC)的晶體管能夠承載較小的負載電流，這是顯然的。對于本申請來說，獲得芯片縮小的全部優點是不可能的，其中芯片縮小例如在印刷電路板上的較小面積消耗情況下允許較小的封裝。?

對于器件制造商來說，這意味著與先前一代相比，新縮小的一代超結晶體管還必須降低R_DS,on。這然而不是成本效益好的，因為更精心的芯片制造技術具有甚高的制造成本。?

存在用以解決該問題的不同構思。它們中的一個是基于硅襯底的厚度的不斷減小，這少量地提高了導電率并且稍微提高了導熱率。另一方式是在管芯附著工藝中減少焊料厚度。通常焊料的厚度超過30μm并且焊料包含鉛(Pb)。焊料的厚度是導熱和負載電流的瓶頸，因為由于制造約束常規焊料的厚度不能夠被顯著地降低在30μm以下。兩個改進稍微改變了產品的導電率和熱管理，但具有僅非常有限的效果。?

實用新型內容

本實用新型的目的是解決上述問題中的一個或多個。?

根據一方面，本實用新型提供了一種半導體器件，包括：?

包括p區和n區的補償區；

在所述補償區的一側的晶體管單元；

在所述晶體管單元上的第一電極；

在所述補償區的另一側的第二電極，

其中，所述第二電極包括多個金屬化層；以及

互連層，沉積于所述第二電極的金屬化層，其中，所述互連層具有小于20?μm的厚度。

優選地，所述半導體器件還包括在所述第二電極與所述補償區之間的緩沖層。?

優選地，所述半導體器件還包括在所述電極層與所述緩沖層之間的接觸層。?

優選地，所述半導體器件還包括在所述電極層與所述緩沖層之間的襯底。?

優選地，所述金屬化層由Al層、Ti層、Ni層以及Ag層構成，或者由Al層、Ni層以及Ag層構成。?

優選地，所述金屬化層由Ti層、Ni層以及Ag層構成。?

優選地，所述Ti層具有在100nm至300nm之間的厚度，所述Ni層具有在200nm至1000nm之間的厚度，所述Ag層具有在100nm至500nm之間的厚度。?

優選地，所述半導體器件的厚度小于?100?μm。?

優選地，所述半導體器件的厚度大于?60?μm。?

優選地，所述半導體器件是超結器件。?

優選地，所述半導體器件還包括在所述晶體管單元上的第三電極。?