[發(fā)明專利]III族氮基半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202180000921.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113169150B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱尚青;張雷;曹凱;黃敬源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英諾賽科（蘇州）半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/495
• 分類號(hào): H01L23/495;H01L21/60
• 代理公司: 深圳宜保知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44588
• 代理人: 王琴;曹玉存

一種III族氮基半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，包括引線架、黏著層、III族氮基晶粒、封裝材料和至少一接合線。引線架包括管芯座和引線。管芯座具有設(shè)置在管芯座的頂面中的第一和第二凹槽。第一凹槽位于頂面的相對(duì)中心區(qū)域附近。第二凹槽位于頂面的相對(duì)外圍區(qū)域附近。從俯視觀之，第一凹槽具有與第二凹槽不同的形狀。黏著層設(shè)置在管芯座上以填充到第一凹槽中。III族氮基晶粒設(shè)置在黏著層上。封裝材料封裝引線架和III族氮基晶粒。第二凹槽填充有封裝材料。接合線被封裝材料封裝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體來(lái)說(shuō)涉及半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種III族氮基半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其引線架具有多個(gè)凹槽可用于提高封裝結(jié)構(gòu)的固著強(qiáng)度。

背景技術(shù)

近年來(lái)，對(duì)高電子遷移率晶體管(HEMT)的深入研究非常普遍，特別是在高功率開(kāi)關(guān)和高頻應(yīng)用觀點(diǎn)。HEMT利用兩種不同帶隙材料間的異質(zhì)結(jié)界面形成類量子阱結(jié)構(gòu)，可容納二維電子氣(2DEG)區(qū)域，滿足高功率/頻率器件的要求。除了HEMT之外，具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)的器件的示例還包括異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(heterojunction bipolar transistors,HBT)、異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(heterojunction field effect transistor,HFET)和調(diào)制摻雜FETs(modulation-doped FETs,MODFET)。目前，需要提高HMET器件的良率，從而使其適合大規(guī)模生產(chǎn)。

如上所述的III族氮基器件，比現(xiàn)有技術(shù)器件在更高的功率和更高的頻率下工作。因此，它們比硅基(silicon-based)或砷化鎵基(GaAs-based)器件產(chǎn)生更多的熱量。III族氮基器件的增加的熱輸出導(dǎo)致熱循環(huán)，熱循環(huán)可削弱黏著劑與襯底之間的黏著度，從而導(dǎo)致分層(delamination)。因此，III族氮基器件具有獨(dú)特的封裝需求，所述封裝需求考慮到增強(qiáng)散熱的要求并克服III族氮基器件熱輸出引起的封裝退化的可能性。因此，本領(lǐng)域?qū)τ贗II族氮基器件封裝需要改進(jìn)散熱需求。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本揭露的一個(gè)方面，提供了一種氮基半導(dǎo)體器件。一種III族氮基半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，包括引線架、黏著層、III族氮基晶粒、封裝材料和至少一接合線。引線架包括管芯座和至少一引線。管芯座具有多個(gè)第一凹槽和多個(gè)第二凹槽，這些第一凹槽和這些第二凹槽設(shè)置在管芯座的頂面上。這些第一凹槽位于頂面的相對(duì)中央?yún)^(qū)域附近。第二凹槽位于頂面的相對(duì)周圍區(qū)域附近，并且從俯視觀之，第一凹槽的形狀不同于第二凹槽的形狀。黏著層設(shè)置在管芯座上，以填充這些第一凹槽的至少一個(gè)。III族氮基晶粒設(shè)置在黏著層上。封裝材料封裝引線架和III族氮基晶粒，其中，第二凹槽中的至少一個(gè)被封裝材料填充。接合線被封裝材料封裝，并將III族氮基晶粒電連接到引線上。

根據(jù)本揭露的一個(gè)方面，提供了一種制造III族氮基半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括以下步驟。多個(gè)第一凹槽形成于管芯座的相對(duì)中央?yún)^(qū)域。多個(gè)第二凹槽形成于管芯座的相對(duì)周圍區(qū)域。從俯視觀之，第一凹槽的形狀不同于第二凹槽的形狀。第一凹槽中的至少一個(gè)填充有黏著層。在黏著層上設(shè)置一種III族氮基晶粒。接合線被設(shè)置為將III族氮基晶粒電連接到引線。管芯座、引線和III族氮基晶粒被封裝，以便將封裝材料填充第一凹槽中的至少一個(gè)。

根據(jù)本揭露的一個(gè)方面，提供了一種氮基半導(dǎo)體器件。一種III族氮基半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，包括引線架、III族氮基晶粒、黏著層、封裝材料和至少一接合線。引線架包括至少一管芯座和至少一引線。管芯座具有多個(gè)凹槽，這些凹槽設(shè)置在管芯座的頂面上。III族氮基晶粒設(shè)置在管芯座上。黏著層設(shè)置在管芯座和III族氮基晶粒之間，并且具有多個(gè)第一向下延伸部分，這些第一向下延伸部分在這些凹槽的第一組內(nèi)以及在III族氮基晶粒周圍。封裝材料封裝引線架和III族氮基晶粒，并且具有多個(gè)第二向下延伸部分，這些第二向下延伸部分在這些凹槽的第二組內(nèi)以及在III族氮基晶粒周圍。至少一接合線由封裝材料封裝，并將III族氮基晶粒電連接到引線上。