半导体装置制造方法及图纸

本公开涉及半导体装置。该半导体装置包括具有在表面上的源极电极的功率MOS芯片、以及安装在功率MOS芯片一部分上的控制芯片，其中从功率MOS芯片的沿第一方向延伸的第一外边缘向控制芯片观察，第一列接合焊盘以及第二列接合焊盘被形成在源极电极的未安装有控制芯片的区域，并且其中功率MOS芯片的沿第二方向延伸的第二外边缘与第一列接合焊盘之间的距离，比第二外边缘与第二列接合焊盘之间的距离长。比第二外边缘与第二列接合焊盘之间的距离长。比第二外边缘与第二列接合焊盘之间的距离长。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置


[0001]本专利技术涉及半导体装置，特别是具有功率半导体装置的半导体装置。

技术介绍

[0002]为了驱动负载例如马达，加热器，安装在车辆上的灯并且为了执行电压转换，使用功率半导体元件。作为功率半导体装置，功率MOSFET或IGBT(绝缘栅双极晶体管)被使用。
[0003]在车载半导体装置中，从功能安全的角度出发，需要配备故障探测功能和保护功能。因此，在使用功率MOSFET(或IGBT)的半导体装置中安装以下功能：用于探测诸如功率MOSFET的过电流或过热的异常条件、保护功率MOSFET，以及用于输出监视功率MOSFET的输出状态的自诊断数据。
[0004]安装了功率MOSFET的半导体芯片(也被称作功率MOS芯片)、以及控制功率MOS芯片且安装保护功能和自诊断输出功能的半导体芯片(也被称为控制芯片)，由分离的半导体芯片组成。最近，为了产品的小型化和降低成本，使用称为IPD(智能功率装置)的产品，其中功率MOS芯片和控制芯片安装在一个封装中。
[0005]专利文献1中公开了如下技术，该技术用于将多个MOS芯片、以及包括功率MOSFET的驱动电路和控制电路的半导体芯片安装在一个封装中。
[0006][现有技术文献][0007][专利文献][0008][专利文献1]日本未审查专利申请公开号2008
‑
17620

技术实现思路

[0009]在专利文献1中，多个芯片被布置于在平面上，但也有堆叠结构IPD，其中控制芯片被安装在功率MOS芯片上。图7至图9被用于阐述。图7示出了垂直功率MOS芯片的平面图。在垂直功率MOS芯片的情况下，芯片表面的大部分被源极电极1覆盖。此外，漏极电极设置在功率MOS芯片的背表面上。图8是IPD的平面图，其中控制芯片2被安装在功率MOS芯片的3顶部(包封物是透明的)。图9是沿图8的A
‑
A
’
的横截面视图。设置在功率MOS芯片3的源极电极上的源极焊盘4、封装的引线5(源极端子)以及源极焊盘4通过接合线6来连接。功率MOS芯片3的漏极电极连接到封装的漏极端子。当将控制芯片2安装在功率MOS芯片3的顶部时，用于提供源极焊盘4的区域被限制。这是因为源极焊盘4必须设置在功率MOS芯片3的源极电极中的、未安装有控制芯片2的区域中。在这种情况下，出现了如下问题：电流流动根据功率MOS芯片3中的位置而变化。这是由于更多电流流动通过靠近源极焊盘4而形成的晶体管，并且更少电流流动通过在远离源极焊盘4的位置处而形成的晶体管。
[0010]电流的变化导致功率MOS芯片的击穿和性能的退化。更多电流流动的位置可能发生击穿，更少电流流动的位置难以对导通电阻的降低作出贡献。
[0011]其它目的和新颖特征将根据说明书和附图的描述变得清楚。
[0012]根据实施例的半导体装置包括具有在表面上的源极电极的功率MOS芯片、以及安
装在功率MOS芯片的一部分上的控制芯片，其中从功率MOS芯片的沿第一方向延伸的第一外边缘向控制芯片观察，第一列接合焊盘以及第二列接合焊盘被形成在源极电极的未安装有控制芯片的区域，并且其中功率MOS芯片的沿第二方向延伸的第二外边缘与第一列接合焊盘之间的距离，比第二外边缘与第二列接合焊盘之间的距离长。
[0013]根据实施例的半导体装置，可以减小流动通过功率MOSFET的电流的变化。
附图说明
[0014]图1是根据第一实施例的半导体装置的平面图；
[0015]图2是根据第一实施例的半导体装置的示意性图；
[0016]图3是根据第一实施例的半导体装置的平面图；
[0017]图4是根据第二实施例的半导体装置的平面图；
[0018]图5是根据第三实施例的半导体装置的平面图；
[0019]图6是根据第四实施例的半导体装置的平面图；
[0020]图7示出了功率MOS芯片的平面图；
[0021]图8示出了传统半导体装置的平面图；
[0022]图9示出了传统半导体装置的横截面视图。
具体实施方式
[0023]以下，将参照附图详细描述根据实施例的半导体装置。在说明书和附图中，相同或相应形式的元件通过相同的附图标记来表示，并且因此省略重复的描述。在附图中，为了描述方便，可以省略或简化配置。另外，至少一些实施例可以被任意地相互组合。
[0024]第一实施例
[0025]图1是根据第一实施例的IPD 10的平面图。为了易于理解，图1是包封物14的透明视图。如图1所示，IPD 10具有控制芯片11，功率MOS芯片12。控制芯片11被安装在功率MOS芯片12的顶部。
[0026]功率MOS芯片12是垂直的功率MOSFET(或IGBT)，存在正表面上的源极电极和背表面上的漏极电极。接合焊盘P1
‑
P6被安装在功率MOS芯片12的表面上。焊盘P1
‑
P5是源极焊盘。接合焊盘P6是栅极焊盘。接合焊盘P1和P2通过接合线W1和W2连接到引线(端子)L1。接合焊盘P3和P4通过接合线W3和W4连接到引线(端子)L2。在功率芯片12的背表面的漏极电极连接到引线框13。
[0027]控制芯片11具有接合焊盘P7
‑
P10。接合焊盘P7通过接合线W5连接到接合焊盘P5。接合焊盘P8通过接合线W6连接到接合焊盘P6。接合焊盘P9通过接合线W7连接到引线L3。接合焊盘P10通过接合线W8连接到引线L4。
[0028]图2是IPD 10的示意图。功率MOS芯片12具有功率MOSFET 23，感测MOSFET 22，以及温度传感器24。感测MOSFET 22是用于检测流过功率MOSEFT 23的电流的装置。由于这些元件被普遍使用，因此具体的描述将被省略。
[0029]控制芯片11包括控制电路15，栅极控制电路16，电流检测器17，电压感测电路18，电流感测电路19，功率供应电路20以及ESD保护电路21。控制电路15和栅极控制电路16，响应于来自外部(IN)的输入信号，生成功率MOSEFT 23和感测MOSEFT 22的栅极信号。电流检
测器17检测流过感测MOSEFT 22的源极的电流。电压检测电路18检测功率MOSEFT 23的源极电压(输出电压)。控制电路15，参考于电流检测器17，电压感测电路18以及温度感测器24的输出结果，生成门信号。电流感测电路19检测流过感测MOSEFT22的电流，以及从输出端子IS输出检测结果。
[0030]返回到图1，将再次进行描述。接合焊盘P8耦合到栅极控制电路16的输出。栅极焊盘P6耦合到功率MOSFET 23以及感测MOSEFT 22的栅极。接合焊盘P7耦合到电流检测器17的输入。接合焊盘P5耦合到感测MOSEFT 22的源极。接合焊盘P10耦合到控制电路15的输入。接合焊盘P9连接到电流感测电路19的输出。在图1中，出于简化，在控制芯片11和功率MOS芯片12之间的连接的一部分被省略。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包括：功率MOS芯片，具有在表面上的源极电极；以及控制芯片，安装在所述功率MOS芯片的一部分上，其中从所述功率MOS芯片的沿第一方向延伸的第一外边缘向控制芯片观察，第一列接合焊盘以及第二列接合焊盘被形成在未安装有所述控制芯片的所述源极电极的区域中，以及其中所述功率MOS芯片的沿第二方向延伸的第二外边缘与所述第一列接合焊盘之间的距离，比所述第二外边缘与所述第二列接合焊盘之间的距离长。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述功率MOS芯片具有第一接合焊盘和第二接合焊盘，其中所述控制芯片具有第三接合焊盘和第四接合焊盘，其中所述第一接合焊盘通过第一接合线被耦合到所述第三接合焊盘，并且其中所述第二接合焊盘通过第二接合线被耦合到所述第四接合焊盘。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述功率MOS芯片具有所述源极电极的未安装有所述控制芯片的第一区域和第二区域，其中所述第一区域是在所述第一外边缘与所述控制芯片之间的区域，其中所述第二区域是在所述功率MOS芯片的沿所述第一方向延伸的第三外边缘与所述控制芯片之间的区域，其中所述第一列接合焊盘和所述第二列接合焊盘被形成在所述第一区域中，并且其中第三列接合焊盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田智明，田中诚，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：