经封装的高压HVMOSFET器件以及电子设备制造技术

本公开涉及一种经封装的高压HV MOSFET器件以及电子设备。HV MOSFET器件具有集成了源极导电区的主体。突出的栅极结构被设置在主体之上，相对于源极导电区横向偏移。第一金属的源极接触区被布置在与源极导电区电接触的主体上，并且第二金属的源极连接区被布置在源极接触区之上、并且具有相对于突出的栅极结构凸起的高度。封装件包括与主体的第二表面键合的金属支撑件以及在半导体裸片的第一表面之上的耗散区。耗散区包括导电板，导电板具有与源极连接区键合、并且与突出的栅极结构间隔开的平坦面。介电材料的封装质量体被设置在支撑件和耗散区域之间、并且将半导体裸片并入。耗散区是DBC型绝缘多层。区是DBC型绝缘多层。区是DBC型绝缘多层。

【技术实现步骤摘要】
经封装的高压HV MOSFET器件以及电子设备


[0001]本公开涉及具有连接夹具的经封装的高压MOSFET器件。

技术介绍

[0002]众所周知，高电压和/或高电流MOSFET器件被广泛用于应用(例如，功率转换)中，其中它们经受高或非常高的偏置电压(其值甚至高达1000V
‑
2000V)并且被可能很快切换的电流穿过。
[0003]因此，在这些器件中需要采取特殊措施来形成封装件，以确保所需的电绝缘以及与栅极、源极和漏极端子相关联的引线之间的合适间隔距离，并且确保所需的到外部的热耗散。
[0004]高电压和/或高电流MOSFET器件被形成在半导体材料(通常是硅)的裸片中，其具有承载漏极焊盘的第一主表面(通常为后表面) 以及与第一主表面相对、承载源极焊盘与栅极焊盘的第二主表面(通常为前表面)。
[0005]裸片被键合到被称为“引线框架”的导电支撑件，导电支撑件具有用于MOSFET器件端子的外部连接的引线。特定地，漏极焊盘通常被键合到引线框架承载部，引线框架承载部也具有热耗散功能；栅极和源极引线通过键合线或夹持件或夹具而分别被耦合到栅极和源极焊盘。裸片/引线框架组件被封装在大量树脂或其他封装绝缘材料中。
[0006]用于MOSFET器件的传统封装通常竖直布置，并且包括从封装结构的单个底侧向下突出的引脚(通常为平行六面体形状)，用于与 PCB(印刷电路板)进行电耦合。合适的散热器(通常是金属薄片) 被耦合到封装结构，封装结构也相对于PCB竖直布置。
[0007]为了在厚度方面获得越来越紧凑的尺寸，已开发了水平封装件，例如SMD(表面安装器件)类型的封装件。
[0008]例如，意大利专利号102018000004209(对应于US 10,720,373) 描述了由裸片形成的功率半导体器件，以及容纳裸片的封装件。裸片具有多个突出的栅极区，多个突出的栅极区由窗口相互间隔开，窗口具有布置在其中的接触区。由绝缘多层形成的耗散板被布置在裸片之上并且包括与突出的栅极区相反形状的底部金属层。详细地，底部金属层具有在窗口内延伸并且电接触接触区的接触突起。

技术实现思路

[0009]在各种实施例中，本公开提供了改进的经封装的高压MOSFET 器件，以允许其用于极高电压以及可能地高电流能力所需的应用。
[0010]根据本公开，提供了经封装的高压HV MOSFET器件。
[0011]在至少一个实施例中，提供了经封装的高压(HV)MOSFET器件，经封装的高压(HV)MOSFET器件包括主体，主体包括多个源极导电区并且具有第一表面和第二表面。多个突出的栅极结构被布置在主体的第一表面上，其中突出的栅极结构相对于多个源极导电区横向偏移。第一金属的多个源极接触区被布置在主体的第一表面上并且与多个源极导电区电接
触。第二金属的多个源极连接区在多个源极接触区之上延伸并且具有相对于突出的栅极结构凸起的高度。封装件在其中容纳半导体裸片，并且封装件包括介电材料的金属支撑件、耗散区和封装质量体。金属支撑件被键合到半导体裸片的第二表面。耗散区在主体的第一表面之上延伸并且包括导电板，导电板具有与多个源极连接区键合并且与突出的栅极结构间隔开的平坦面。封装质量体在支撑件和耗散区之间延伸并且将半导体裸片并入。
[0012]在至少一个实施例中，提供一种电子设备。该电子设备包括：引线框架；多个半导体裸片，在所述引线框架上，所述半导体裸片中的每个半导体裸片包括：主体，包括多个源极导电区并且具有第一表面和第二表面；多个突出的栅极结构，被布置在所述主体的所述第一表面上，所述突出的栅极结构相对于所述源极导电区横向偏移；第一金属的多个源极接触区，被布置在所述主体的所述第一表面上并且与所述源极导电区电接触；以及第二金属的多个源极连接区，在所述源极接触区之上延伸并且具有相对于所述突出的栅极结构凸起的高度；以及耗散区，在所述半导体裸片中的每个半导体裸片的所述主体的所述第一表面之上延伸，并且包括具有平坦面的导电板，所述平坦面被键合到所述源极连接区并且与所述突出的栅极结构间隔开。
[0013]通过使用根据本公开的实施例，可以至少部分地解决或缓解上述问题的至少一部分，并且实现相应的技术效果。例如，耗散板的制造以及其布置以及与裸片的键合被简化，并且更容易组装并且更容易在晶片级的制造工艺的最后步骤中直接在裸片上制造突出的源极接触部分，以允许降低制造成本。
附图说明
[0014]为了更好地理解本公开，现在仅通过非限制性示例的方式参考附图来描述其实施例，其中：
[0015]图1A是沿图1B的截面线IA
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IA截取的功率MOSFET器件的一部分的截面图；
[0016]图1B是沿图1A的截面线IB
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IB截取的图1A的MOSFET器件的截面图；
[0017]图2是功率MOSFET器件的一部分的仰视图；
[0018]图3是在将耗散板2耦合到裸片3之前功率MOSFET器件的俯视示意图；
[0019]图4A是沿图4B的截面线IVA
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IVA截取的高压器件的一部分的截面图；
[0020]图4B是沿图4A的截面线IVB
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IVB截取的图4A的器件的截面；
[0021]图5是高压器件的裸片在耦合到耗散板之前的示意性俯视图；
[0022]图6A和图6B分别是在耦合到高压器件的耗散板之前和之后的图 5的裸片的透视俯视图；
[0023]图7至图10是在后续制造步骤中的图4A和图4B的裸片的截面图；
[0024]图11是高压器件的模塑步骤的示意图；
[0025]图12是图6的高压器件在制造结束时的透视俯视图；
[0026]图13示出了不同高压器件的截面；
[0027]图14示出了高压器件的实施例的截面；
[0028]图15示出了高压器件的另一实施例的截面；
[0029]图16A和图16B示出了高压器件的不同实施例的侧视图和透视图；以及
[0030]图17A和图17B示出了高压器件的另一实施例的侧视图和透视图。
具体实施方式
[0031]在至少一个实施例中，提供了用于制造高压(HV)MOSFET器件的工艺，工艺包括：形成具有主体的半导体裸片，主体包括多个源极导电区并且具有第一表面和第二表面；在主体的第一表面上形成多个突出的栅极结构，突出的栅极结构相对于多个源极导电区横向偏移；在主体的第一表面上形成第一金属的多个源极接触区，并且多个源极接触区与多个源极导电区电接触；在多个源极接触区之上形成第二金属的多个源极连接区，并且多个源极连接区具有相对于突出的栅极结构凸起的高度；以及形成封装件，封装件在其中容纳半导体裸片，形成封装件包括：将半导体裸片键合到金属支撑件；将主体的第二表面耦合到支撑件；通过将导电板的平坦面键合到多个源极连接区，将主体的第一表面耦合到包括具有平坦面的导电板的耗散区，使得导电板的平坦面从突出的栅极结构延伸一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经封装的高压HV MOSFET器件，其特征在于，包括：半导体裸片，包括：主体，包括多个源极导电区，并且具有第一表面和第二表面；多个突出的栅极结构，被布置在所述主体的所述第一表面上，所述突出的栅极结构相对于所述源极导电区横向偏移；第一金属的多个源极接触区，被布置在所述主体的所述第一表面上，并且与所述源极导电区电接触；以及第二金属的多个源极连接区，在所述源极接触区之上延伸并且具有相对于所述突出的栅极结构凸起的高度；以及封装件，在其中容纳所述半导体裸片，所述封装件包括：金属支撑件，被键合到所述半导体裸片的所述第二表面；耗散区，在所述主体的所述第一表面之上延伸，并且包括导电板，所述导电板具有被键合到所述源极连接区、并且与所述突出的栅极结构间隔开的平坦面；以及介电材料的封装质量体，在所述支撑件和所述耗散区之间延伸，并且将所述半导体裸片并入，其中所述耗散区是直接键合铜DBC型绝缘多层，所述直接键合铜DBC型绝缘多层包括所述导电板、被耦合到所述导电板的中间绝缘区，以及被耦合到所述中间绝缘区的顶部导电区。2.根据权利要求1所述的经封装的高压HV MOSFET器件，其特征在于，所述源极连接区是铜的，并且所述源极接触区是铜铝的。3.根据权利要求1所述的经封装的高压HV MOSFET器件，其特征在于，所述导电板形成金属夹具的平坦部分，所述金属夹具被至少耦合到第一引线，所述第一引线在所述封装件的外部延伸并且能够从外部接近。4.根据权利要求1所述的经封装的高压HV MOSFET器件，其特征在于，所述中间绝缘区是陶瓷的。5.根据权利要求1所述的经封装的高压HV MOSFET器件，其特征在于，所述封装质量体露出所述直接键合铜DBC型绝缘多层。6.根据权利要求1所述的经封装的高压HV MOSFET器件，其特征在于，所述导电板具有比所述半导体裸片的面积更大的面积，并且完全覆盖所述半导体裸片。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：