[發明專利]功率半導體模塊襯底及其所應用的功率半導體設備

在審

• 申請號: 202010553174.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111682021A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 陳敏;周宇;高洪藝;李永皓;夏雨昕;孫欣楠;沈捷;李武華
• 申請（專利權）人: 上海臨港電力電子研究有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/495
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 馮振華

1.一種功率半導體模塊襯底，其特征在于，所述功率半導體模塊襯底包括第一橋臂單元，所述第一橋臂單元包括：

襯底基底，以及設置于所述襯底基底上的沿第一方向依次設置的第二功率金屬敷層、第一功率金屬敷層和第三功率金屬敷層，所述第一方向與第二方向垂直；其中，

所述第一功率金屬敷層的靠近所述第二功率金屬敷層的一側設有沿所述第二方向延伸的第一鏤空結構，所述第三功率金屬敷層的遠離所述第一功率金屬敷層的一側設有沿所述第二方向延伸的第二鏤空結構，第一輔助金屬敷層設置于所述第一鏤空結構內，第二輔助金屬敷層設置于所述第二鏤空結構內；以及，

所述第一功率金屬敷層上設有第一功率開關，所述第一功率金屬敷層通過所述第一功率開關與所述第二功率金屬敷層導電連接，所述第一輔助金屬敷層與所述第一功率開關信號連接，并且所述第一輔助金屬敷層與所述第一功率金屬敷層相絕緣設置，所述第二輔助金屬敷層與所述第三功率金屬敷層相絕緣設置。

2.根據權利要求1所述的功率半導體模塊襯底，其特征在于，所述功率半導體模塊襯底還包括沿所述第二方向與所述第一橋臂單元并排設置的第二橋臂單元，所述第二橋臂單元包括：

設置于所述襯底基底上的沿所述第一方向依次設置的第四輔助金屬敷層、第四功率金屬敷層、第三輔助金屬敷層和第五功率金屬敷層；其中，

所述第四功率金屬敷層的靠近所述第五功率金屬敷層的一側設有沿第二方向延伸的第三鏤空結構，所述第四功率金屬敷層遠離所述第三功率金屬敷層的一側設有第四鏤空結構，所述第三輔助金屬敷層設置于所述第三鏤空結構內，所述第四輔助金屬敷層設置于所述第四鏤空結構內；以及，

所述第四功率金屬敷層設有第二功率開關，所述第四功率金屬敷層通過第二功率開關分別與所述第二功率金屬敷層和所述第五功率金屬敷層導電連接，所述第三輔助金屬敷層分別與所述第四功率金屬敷層和所述第五功率金屬敷層絕緣設置，并且所述第三輔助金屬敷層與所述第二功率開關信號連接，所述第四輔助金屬敷層與所述第四功率金屬敷層相絕緣設置。

3.根據權利要求2所述的功率半導體模塊襯底，其特征在于，所述第一功率開關包括沿所述第二方向依次設置的第一開關組、第二開關組和第三開關組，所述第一開關組、所述第二開關組和所述第三開關組分別包括沿所述第一方向排列的第一晶體管芯片和第一二極管芯片；

所述第二功率開關包括沿所述第二方向排列的第四開關組、第五開關組和第六開關組，所述第四開關組、所述第五開關組和所述第六開關組均包括沿所述第一方向排列的第二二極管芯片和第二晶體管芯片。

4.根據權利要求3所述的功率半導體模塊襯底，其特征在于，所述第一晶體管芯片、所述第二晶體管芯片、所述第一二極管芯片和所述第二二極管芯片上均設有功率電極，所述第一晶體管芯片和所述第一二極管芯片分別通過對應功率電極與所述第一功率金屬敷層導電連接，所述第二晶體管芯片和所述第二二極管芯片分別通過對應功率電極與所述第四功率金屬敷層導電連層。

5.根據權利要求4所述的功率半導體模塊襯底，其特征在于，所述第一晶體管芯片的控制電極設置于所述第一晶體管芯片的靠近所述第二功率金屬敷層的一側，所述第二晶體管芯片的控制電極設置于所述第二晶體管芯片的靠近所述第五功率金屬敷層的一側；

所述第一輔助金屬敷層通過所述第一晶體管芯片的控制電極分別與所述第一開關組、第二開關組和第三開關組信號連接，所述第三輔助金屬敷層通過所述第二晶體管芯片的控制電極分別與所述第四開關組、第五開關組信號和第六開關組連接。

6.根據權利要求2至5中任一項所述的功率半導體模塊襯底，其特征在于，所述第四輔助金屬敷層上設有第一發射極輔助金屬敷層、第一集電極輔助金屬敷層、第一柵極輔助金屬敷層，以及，所述第一發射極輔助金屬敷層上設有第一發射極信號端子，所述第一集電極輔助金屬敷層上設有第一集電極信號端子，所述第一柵極輔助金屬敷層上設有第一柵極信號端子。