一种氮化镓HEMT芯片整合封装结构及其制造方法技术

涉及一种氮化镓HEMT芯片整合封装结构及其制造方法，结构依照封装工序依序包括散热载片、氮化镓HEMT芯片、第一封装胶层、扇出线路层、MOSFET芯片、第二封装胶层及金属岛层。扇出线路层的源极内岛形成于偏离氮化镓HEMT芯片的区块中,漏极线路的一端扇出延伸以远离氮化镓HEMT芯片,柵极线路位于源极内岛与漏极线路之间;MOSFET芯片设置于源极内岛上,使MOSFET芯片的漏极有间隔连接至氮化镓HEMT芯片的源极;金属岛层的源极外岛导通互连MOSFET芯片的第二源极垫与柵极线路,使MOSFET芯片的源极短路径连接氮化镓HEMT芯片的柵极，MOSFET芯片位于不同于氮化镓HEMT芯片的封装胶层中。氮化镓HEMT芯片整合封装结构具有减少在氮化镓HEMT芯片内接柵极与内接源极处产生寄生电感与提高MOSFET芯片反应灵敏的效果。高MOSFET芯片反应灵敏的效果。高MOSFET芯片反应灵敏的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓HEMT芯片整合封装结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及氮化镓HEMT芯片的封装
，尤其是涉及一种氮化镓HEMT芯片整合封装结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]氮化镓HEMT(高电子迁移率晶体管)芯片的工作层基础材质为氮化镓(GaN)，MOSFET芯片的工作层基础材质为硅(Si)。由于材料特性氮化镓HEMT芯片的体内不能设置PN结，源极与漏极之间的导通是通过中间的电子层导通,只有在柵极施加足够的负电压才能关断氮化镓HEMT芯片。故氮化镓HEMT芯片相比于MOSFET(金氧半场效晶体管)芯片，具有开关速度快的优点,但是基于结构特性,柵极的开关导通操作需要在负电压工作范围内,当柵极接地或电压0 V下,氮化镓HEMT芯片为导通,需要给到足够大的负电压,氮化镓HEMT芯片的源极与漏极才会关闭,故存在耗电漏电流的风险。因此,氮化镓HEMT的功率器件首要解决的问题是如何在正电压(包括电压0 V)工作范围内进行开关导通,实现柵极接地或电压0 V下氮化镓HEMT芯片为关闭，目前已有多种的现有技术。
[0003]专利技术专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓HEMT芯片整合封装结构，其特征在于，包括：氮化镓HEMT芯片，设置在散热载片上，使所述氮化镓HEMT芯片的背面热耦合至所述散热载片，所述氮化镓HEMT芯片的正面设置有第一源极垫、第一柵极垫与第一漏极垫;第一封装胶层，形成在所述散热载片上，以密封所述氮化镓HEMT芯片，所述第一封装胶层在所述氮化镓HEMT芯片上具有第一模封高度，所述第一封装胶层开设有第一通孔,以显露所述第一源极垫、所述第一柵极垫与所述第一漏极垫;扇出线路层，形成在所述第一封装胶层上,所述扇出线路层包括：通孔导通至所述第一源极垫的源极内岛、通孔导通至所述第一柵极垫的柵极线路以及通孔导通至所述第一漏极垫的漏极线路,其中,所述源极内岛形成于偏离所述氮化镓HEMT芯片的区块中,所述漏极线路的一端扇出延伸以远离所述氮化镓HEMT芯片,所述柵极线路位于所述源极内岛与所述漏极线路之间;MOSFET芯片,设置在所述源极内岛上，使所述MOSFET芯片的背面漏极层电连接所述第一源极垫，所述MOSFET芯片的正面设置有第二源极垫与第二柵极垫;第二封装胶层,形成在所述第一封装胶层与所述扇出线路层上，所述第二封装胶层在所述MOSFET芯片上具有第二模封高度，所述第二封装胶层开设有第二通孔,以显露所述第二源极垫与所述第二柵极垫;金属岛层,形成在所述第二封装胶层上,所述金属岛层包括：通孔导通互连所述第二源极垫与所述柵极线路的源极外岛、通孔导通至所述第二柵极垫的柵极岛以及通孔导通至所述漏极线路扇出端的漏极岛;随着所述柵极岛在正负电压工作范围内所述MOSFET芯片的开通或关闭,所述氮化镓HEMT芯片的所述第一源极垫的电位也能同步调低或调高,以同步开启或关闭所述氮化镓HEMT芯片。2.根据权利要求1所述的氮化镓HEMT芯片整合封装结构，其特征在于，通过所述漏极岛，所述氮化镓HEMT芯片的所述第一漏极垫的关断工作电压介于100～600 V;通过所述源极外岛短接所述氮化镓HEMT芯片的所述第一柵极垫与所述MOSFET芯片的所述第二源极垫，所述氮化镓HEMT芯片的所述第一柵极垫的关断与开通工作电压皆小于0 V;通过所述柵极岛，所述MOSFET芯片在源漏关闭时，所述氮化镓HEMT芯片的所述第一源极垫的电压被动抬高，所述氮化镓HEMT芯片的所述第一柵极垫的≦0 V电压不足以开通所述氮化镓HEMT芯片。3.根据权利要求1所述的氮化镓HEMT芯片整合封装结构，其特征在于，所述柵极岛的关断工作电压为≦0 V，所述柵极岛的开通工作电压为3～20 V;所述MOSFET芯片内还反向设置有肖特基二极管。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的氮化镓HEMT芯片整合封装结构，其特征在于，所述源极内岛相对偏离于所述氮化镓HEMT芯片且尺寸大于所述第一源极垫,并且所述源极内岛的尺寸还大于且轮廓对应所述MOSFET芯片的背面,以使所述漏极层实质结合于所述源极内岛。5.根据权利要求4所述的氮化镓HEMT芯片整合封装结构，其特征在于，所述源极外岛相对偏离且尺寸大于所述源极内岛,并且电连接所述源极外岛的所述第一封装胶层的通孔与所述第二封装胶层的通孔为直通对应,以缩短传导路径至100um以下;所述氮化镓HEMT芯片整合封装结构的封装内电阻在0.2毫欧以下。
6.一种氮化镓HEMT芯片整合封装结构，包括：能建立对外散热路径的氮化镓HEMT芯片、封设在FOPLP封装胶层中的MOSFET芯片以及FOPLP线路结构，其特征在于，所述FOPLP线路结构包括源极内岛与源极外岛,所述源极内岛位于所述FOPLP封装胶层中,以夹层方式连接所述氮化镓HEMT芯片的源极与所述MOSFET芯片的漏极,所述源极外岛位于所述FOPLP封装胶层的一表面上,以长短贯孔方式短接所述氮化镓HEMT芯片的柵极与所述MOSFET芯片的源极。7.根据权利要求6所述的氮化镓HEMT芯片整合封装结构，其特征在于，所述FOPLP线路结构还包括漏极岛与柵极岛，位于所述FOPLP封装胶层的同一表面上，所述漏极岛原生连接所述氮化镓HEMT芯片的漏极，所述柵极岛原生连接所述MOSFET芯片的柵极。8.一种氮化镓HEMT芯片整合封装结构的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文华，任炜强，
申请(专利权)人：深圳真茂佳半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：