[實用新型]半導體器件

有效

• 申請號: 201320118382.9
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203398119U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: F.希爾勒;K.霍賽尼
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/78;H01L23/495
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曲寶壯;王忠忠

技術領域

本實用新型涉及一種半導體器件，特別地，涉及一種半導體器件的封裝。?

背景技術

在功率半導體領域，最重要的一個問題是具有垂直功率負載的功率器件的熱耗散。芯片尺寸的縮減引起的不斷提高的功率要求導致這樣的器件在芯片表面處的熱位置的大力利用。發熱區域主要在芯片表面區域處，并且被互連到封裝外引線。在沒有足夠冷卻情況下在芯片頂面這些區處溫度的不斷增加能夠影響器件的電氣功能，并且在最壞的情況下，能夠導致在這些區域處的芯片有源結構的損壞。特別地，該問題會發生在具有復雜和敏感結構的電子器件（例如超結器件）中，超結器件具有高電流密度負載并且用于具有非常快的開關時間的高壓應用。?

因此，這方面的中心主題是特別針對超結器件的芯片安裝技術中的此類局部發熱區域的熱耗散和冷卻，超結器件在芯片頂面處的外延層中具有它們的熱生成區域。?

在芯片包封技術中，在芯片結合之后，在頂面處的這些區域被連接到封裝外引線。用于將芯片連接到封裝引線的普通互連技術是使用大于100?μm的引線直徑的鋁引線結合或焊接或者粘合在芯片與封裝引線之間的平面金屬結構。但這些互連技術在使熱消散到封裝外面有局限，從而限制器件的電流密度負載。?

存在用以解決該問題的不同構思。它們中的一個是基于使用500?μm以上的更厚引線直徑以將芯片連接到引線，而其他方案使用更厚的互連金屬結構。但兩個方案都是高成本的，并且在實踐方面存在問題。?

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。?

本實用新型的構思是基于增加金屬結構(例如夾片（clip）)在夾片附著區域處的金屬接觸面積以及在芯片邊緣橫向增加金屬結構以增加封裝的熱耗散。?

根據本實用新型的一方面，提供了半導體器件，包括：?

載體，其包括芯片島和引線；

半導體芯片，其包括半導體芯片第一表面上的第一電極和半導體芯片的與第一表面相對的第二表面上的第二電極，第二電極電連接到芯片島；以及

夾片，其包括第一接觸區域和第二接觸區域，所述第一接觸區域被放置在所述引線上，而所述第二接觸區域被放置在所述半導體芯片的所述第一電極上，其中，所述夾片還包括所述第二接觸區域中的突起和在與所述半導體芯片的表面平行的方向上延伸超出所述半導體芯片的邊緣的橫向延伸部。

優選地，所述第二接觸區域是圓形的。?

優選地，所述夾片在所述第二接觸區域中具有孔。?

優選地，所述半導體芯片還包括布置在所述半導體芯片的所述第一表面上的第三電極。

優選地，所述半導體芯片被放置在所述芯片島上，所述第二表面上的第二電極面向所述芯片島。?

優選地，所述半導體器件進一步包括在所述夾片的第一接觸區域與所述引線之間和在所述夾片的第二接觸區域與所述半導體芯片的第一電極之間的接合材料。?

優選地，所述半導體器件進一步包括在所述芯片島與所述半導體芯片的第二電極之間的接合材料。?

優選地，所述半導體器件進一步包括用于封裝所述半導體器件的封裝材料。?

優選地，所述半導體芯片包括超結晶體管。?

優選地，所述半導體芯片包括補償區，所述補償區包括p區和n區。?

優選地，所述半導體芯片還包括在所述補償區上的MOS晶體管單元。?

優選地，所述半導體芯片還包括襯底和在所述襯底與所述補償區之間的緩沖層。?

另一方面，本實用新型在金屬板中在垂直金屬結構部分增加突起，并且在芯片邊緣增加金屬板的橫向延伸部分，特別地，與超結技術相結合，尤其具有帶可選孔的大體上圓形的接觸區域。?

不同于平面結構，金屬結構(夾片)的突起和橫向延伸部的設計增加了金屬結構到芯片頂面上的焊接區域的接觸表面。具有突起設計的該附加表面從超結的頂面提升了熱耗散。除該效果之外，在所述芯片邊緣上的橫向延伸的金屬結構對所述超結器件的熱耗散做出進一步貢獻。?

焊接在芯片頂面處的夾片金屬結構的附加的垂直區域和橫向區域的組合使得超結器件的熱耗散的有效增加成為可能。?

在工藝流程中，芯片經軟焊接工藝或擴散焊接或導電膠被附著到芯片載體，例如引線框。在芯片附著工藝之后，焊料將被分配在芯片頂側的可焊接區域上，并且分配在封裝外引線頂側上。下一個工藝是將夾片金屬結構放置在芯片和封裝引線上。所述夾片金屬結構不僅用于將芯片電極電連接到封裝外引線，而且是用于芯片頂面到封裝外引線的熱耗散的橋。最后的工藝是使用封裝材料（例如模塑料）的器件封裝。?