[發(fā)明專利]一種功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710465385.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107403795A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱;周賢達(dá);單建安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國(guó)際聯(lián)合研究院;中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L25/18
• 分類號(hào): H01L25/18;H01L21/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

1.一種功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括基板和鑲嵌在基板中的芯片陣列，所述芯片陣列和基板的上表面上設(shè)置有用于將所述芯片陣列中的芯片的一端并聯(lián)的頂部公共電極，所述芯片陣列和基板的下表面上設(shè)置有用于將所述芯片陣列中的芯片的另一端并聯(lián)的底部公共電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述芯片陣列中的芯片為整流器件，其一端與頂部公共電極連接，另一端與底部公共電極連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述整流器件為PiN二極管、肖特基二極管或MPS二極管，所述PiN二極管、肖特基二極管或MPS二極管的陽(yáng)極與頂部公共電極連接；PiN二極管、肖特基二極管或MPS二極管的陰極與底部公共電極連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述芯片陣列中的芯片為開(kāi)關(guān)器件，所述開(kāi)關(guān)器件為功率MOSFET管、IGBT管、三極管或晶閘管；所述設(shè)置在芯片陣列和基板上表面上的頂部公共電極包括第一公共電極和第二公共電極，功率MOSFET管的柵極、IGBT管的發(fā)射極、三極管的發(fā)射極或晶閘管的發(fā)射極與第一公共電極連接，功率MOSFET管的源極、IGBT管的基極、三極管的基極或晶閘管的基極與第二公共電極連接，功率MOSFET管的漏極、IGBT管的集電極、三極管的集電極或晶閘管的集電極與底部公共電極連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述芯片陣列中的芯片包括IGBT管和快恢復(fù)二極管；所述設(shè)置在芯片陣列和基板上表面上的頂部公共電極包括第一公共電極和第二公共電極；所述IGBT管的發(fā)射極與快恢復(fù)二極管的陽(yáng)極通過(guò)第一公共電極進(jìn)行連接，所述IGBT管的集電極與快恢復(fù)二極管的陰極通過(guò)底部公共電極連接，所述IGBT管的基極與第二公共電極連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述芯片的面積小于10平方毫米。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述基板為陶瓷基板。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述陶瓷基板為低溫共燒陶瓷基板。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其特征在于：芯片陣列中的芯片在基板上等間距排列。

10.一種權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.在陶瓷基板上鉆取多個(gè)孔；

S2.將陶瓷基板燒結(jié)硬化；

S3.將直徑大于上述孔的直徑的單晶硅小球鑲嵌于陶瓷基板上；

S4.在陶瓷基板的正面及反面涂覆玻璃膠；

S6.使玻璃膠在高溫下硬化；

S7.對(duì)陶瓷基板的正面進(jìn)行研磨、拋光使其正面平整；

S8.對(duì)陶瓷基板的反面進(jìn)行研磨、拋光使其反面平整；

S9.經(jīng)過(guò)對(duì)陶瓷正反面的研磨、拋光后，在單晶硅小球剩余的部分上制造芯片；

S10.在陶瓷基板和芯片的上表面上淀積金屬并進(jìn)行圖形化，形成頂部公共電極；

S11.在陶瓷基板和芯片的下表面上淀積金屬并進(jìn)行圖形化，形成底部公共電極。