[實(shí)用新型]一種半導(dǎo)體器件整合封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202120332509.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN214254417U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林育賜;蔡文必;徐寧;趙杰;何俊蕾;劉成;葉念慈
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)市三安集成電路有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L25/07
• 分類(lèi)號(hào): H01L25/07;H01L23/31
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件整合封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和至少一反向續(xù)流二極管，GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底焊接到封裝基板上，反向續(xù)流二極管的陽(yáng)極焊接到GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極上，反向續(xù)流二極管的陰極通過(guò)金屬引線(xiàn)與GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極相連，金屬引線(xiàn)分別引出合封結(jié)構(gòu)的柵極、源極以及漏極。本實(shí)用新型不但可以維持較小的芯片面積，簡(jiǎn)化芯片制備流程，而且還可以集成更多的元器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件的技術(shù)領(lǐng)域，特指一種半導(dǎo)體器件整合封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

氮化鎵（GaN）作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，相較于硅基半導(dǎo)體材料具有許多優(yōu)異性能，是高頻、高溫和大功率應(yīng)用的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，在民用和商用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管常用于DC—DC電路等需求續(xù)流二極管的應(yīng)用場(chǎng)合中，因其特殊的結(jié)構(gòu)不存在體二極管，當(dāng)有反向電流時(shí)，其在第三象限反向?qū)ǎ洚?dāng)續(xù)流二極管的作用。但其反向?qū)ǖ拈_(kāi)啟電壓通常大于或等于1.5V，其功率損耗較大。

因此，為了減小電路開(kāi)關(guān)過(guò)程的功耗，一種解決方案是是在GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管11兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管12，做功率變換器反向續(xù)流使用，如圖1所示。一般情況下，該電路設(shè)計(jì)可通過(guò)兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：一是在GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備過(guò)程中同時(shí)制備一個(gè)肖特基二極管，通過(guò)電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管與續(xù)流二極管的并聯(lián)；但是肖特基二極管的制備占用了額外的芯片面積，增大了泄漏電流，同時(shí)芯片溫度對(duì)肖特基二極管性能影響較大；二是在芯片封裝后通過(guò)金屬線(xiàn)將GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管制和一個(gè)肖特基二極管鍵合在一起，上述電路是由兩個(gè)分立的封裝元件構(gòu)成：一個(gè)晶體管，一個(gè)二極管。這樣的封裝結(jié)構(gòu)面積大，成本高，不利于集成更多的元器件。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種半導(dǎo)體器件整合封裝結(jié)構(gòu)，不僅可以維持較小的芯片面積，簡(jiǎn)化芯片制備流程，還可以集成更多的元器件。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種半導(dǎo)體器件整合封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和至少一反向續(xù)流二極管，GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底焊接到封裝基板上，反向續(xù)流二極管的陽(yáng)極焊接到GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極上，反向續(xù)流二極管的陰極通過(guò)金屬引線(xiàn)與GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極相連，金屬引線(xiàn)分別引出合封結(jié)構(gòu)的柵極、源極以及漏極。

進(jìn)一步，GaN基功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管為肖特基金屬柵、MIS結(jié)構(gòu)柵、凹槽結(jié)構(gòu)柵或者P型GaN結(jié)構(gòu)柵中的一種。

進(jìn)一步，反向續(xù)流二極管包含硅基、鍺基或者碳化硅基中的任意一種。

進(jìn)一步，反向續(xù)流二極管是肖特基結(jié)構(gòu)、PN結(jié)構(gòu)或者PIN結(jié)構(gòu)的任意一種。

進(jìn)一步，反向續(xù)流二極管的導(dǎo)通壓降小于等于1.5V。

進(jìn)一步，反向續(xù)流二極管數(shù)量為2個(gè)或者2個(gè)以上時(shí)，反向續(xù)流二極管之間并聯(lián)。

進(jìn)一步，反向續(xù)流二極管數(shù)量為2個(gè)或者2個(gè)以上時(shí)，反向續(xù)流二極管之間串聯(lián)。

進(jìn)一步，反向續(xù)流二極管為垂直結(jié)構(gòu)。

由于本實(shí)用新型相較于現(xiàn)有的芯片工藝，將續(xù)流二極管和晶體管集成在同一顆芯片上，集成封裝可有效節(jié)省芯片面積及減小漏電（相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)）；而相較于將續(xù)流二極管和晶體管獨(dú)立封裝再通過(guò)金屬線(xiàn)連接，集成封裝可有效節(jié)省封裝結(jié)構(gòu)面積，節(jié)約成本。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電路示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式