[實用新型]氮化鎵半導體器件

有效

• 申請號: 202020290078.2
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN211529944U
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 姚衛剛
• 申請（專利權）人: 英諾賽科（蘇州）半導體有限公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L25/18;H01L21/56;H01L21/768;H01L23/31;H01L23/48
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 薛飛飛;黃國豪

本實用新型提供一種氮化鎵半導體器件，氮化鎵半導體器件包括晶體管、二極管、密封材料、第一電氣互連件和第二電氣互連件。晶體管包括第一基板、柵極、源極和漏極，柵極、源極和漏極均位于第一基板的正面。二極管包括第二基板、陽極和陰極，陽極和陰極中的至少一個位于第二基板的正面，第一基板的背面與第二基板的背面粘結固定。密封材料至少部分包裹晶體管和二極管，第一電氣互連件將源極與陽極電連接，第二電氣互連件將漏極與陰極電連接，第一電氣互連件和第二電氣互連件兩者中的至少一個穿過密封材料。該氮化鎵半導體器件能夠減小寄生電感和寄生電阻，且能夠縮小單顆芯片面積。

技術領域

本實用新型涉及半導體器件領域，具體地說，是涉及一種氮化鎵半導體器件。

背景技術

橋式電路中，通常采用氮化鎵高電子遷移率晶體管(GaN High ElectronMobility Transistor,GaN HEMT)與二極管反并聯，形成一個橋臂，二極管起到續流的作用。傳統的封裝方法為將這兩顆芯片分別封裝在兩個封裝件中然后在外部使用PCB板(印制電路板)實現電氣連接，或者平行放置后封裝在一個封裝件中，使用引線實現電氣連接。

上述兩種封裝形式都會額外引入較大的寄生效應，不利于器件快速開關，從而損耗增加，影響器件性能的發揮，并且，傳統的封方法制作的封裝件占用面積較大，不利于系統設計。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種能夠減小寄生電感和寄生電阻，且能夠縮小單顆芯片面積的氮化鎵半導體器件。

為實現上述目的，本實用新型提供一種氮化鎵半導體器件，包括晶體管、二極管、密封材料、第一電氣互連件和第二電氣互連件。晶體管包括第一基板、柵極、源極和漏極，柵極、源極和漏極均位于第一基板的正面。二極管包括第二基板、陽極和陰極，陽極和陰極中的至少一個位于第二基板的正面，第一基板的背面與第二基板的背面粘結固定。密封材料至少部分包裹晶體管和二極管，第一電氣互連件將源極與陽極電連接，第二電氣互連件將漏極與陰極電連接，第一電氣互連件和第二電氣互連件兩者中的至少一個穿過密封材料。

一個優選的方案是，二極管為橫向PN結二極管或氮化鎵二極管。

進一步的方案是，密封材料中開設有兩個穿玻通孔，第一電氣互連件位于一個穿玻通孔內，第二電氣互連件位于另一個穿玻通孔內。

一個優選的方案是，第一基板與第二基板通過絕緣膠或焊膏粘結固定。

一個優選的方案是，二極管為縱向PN結二極管。

進一步的方案是，密封材料中開設有穿玻通孔，第一電氣互連件位于穿玻通孔內，晶體管中開設有穿硅通孔，第二電氣互連件位于穿硅通孔內。

再進一步的方案是，第一基板的背面設置有第一金屬層，第一金屬層與漏極通過第二電氣互連件電連接。第二基板的背面設置有與第一金屬層電連接的第二金屬層，第二金屬層與陰極電連接。

進一步的方案是，第一金屬層與第二金屬層通過導電膠粘結固定。

再進一步的方案是，第二金屬層與漏極通過第二電氣互連件電連接。

本實用新型的有益效果是，晶體管晶圓和二極管晶圓減薄切割后，采用嵌入式封裝(embedded package)的形式進行封裝。在嵌入式封裝的工藝過程中，將單顆晶體管和二極管芯片背靠背粘貼在一起，采用穿玻通孔技術(through glass via，TGV)或穿硅通孔技術(through silicon via，TSV)將氮化鎵半導體器件上下兩側的電極電氣連接。該氮化鎵半導體器件能夠減小寄生電感和寄生電阻，充分利用芯片正反兩面的面積，有利于縮小單顆芯片面積。

附圖說明

圖1是本實用新型氮化鎵半導體器件第一實施例的結構示意圖。

圖2是本實用新型氮化鎵半導體器件第二實施例的結構示意圖。