一种功率半导体器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种功率半导体器件，包括焊接于金属件主体上的宽禁带MOS芯片组，宽禁带MOS芯片组包括至少两个宽禁带MOS芯片，所有宽禁带MOS芯片相互并联在一起，各个宽禁带MOS芯片并联后的源极连接于器件封装主体的主体源极，各个宽禁带MOS芯片并联后的栅极连接于器件封装主体的主体栅极，各个宽禁带MOS芯片并联后的漏极与金属件主体导通并通过金属件主体连接至所述主体漏极，所述主体源极及所述主体栅极与所述金属件主体之间进行绝缘处理；该功率半导体器件内部采用多个相对小的宽禁带MOS芯片并联，在实现同样的电流情况下减小芯片的占用面积，提高芯片加工及器件封装的良率，降低器件成本。降低器件成本。降低器件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体器件


[0001]本技术涉及功率半导体
，尤其涉及一种功率半导体器件。

技术介绍

[0002]随着功率半导体制造技术发展，电力电子变换器的不断追求更高的功率等级和功率密度，例如早年间光伏组串逆变器功率一般不超过100kW，如今批量应用的组串逆变器功率最高可达200～300kW，甚至更高。
[0003]随着功率等级和功率密度的提高，单管封装的功率半导体器件也在不断提高其开关容量，即在固定的封装尺寸内，嵌入越来越大尺寸的单颗功率半导体芯片，这对芯片设计、制造，以及器件封装均带来越来越高的挑战，特别是宽禁带MOS芯片，当前功率半导体器件主要晶圆尺寸包括6寸、8寸和12寸，单颗芯片尺寸越大，晶圆利用率越低，浪费越严重，且在芯片加工过程中，由于一个晶圆切割出来的坏品率的芯片的数量是基本固定的，同样尺寸的晶圆片，可切割1800个1200V80mR SiC MOS芯片或者800个1200V40mR SiC MOS芯片，器件封装过程中，也会增加不良率。尤其是宽禁带半导体器件，生产成本更高，且良率不高造成器件成本较高，难以在实际应用中推广。
[0004]当前主流的宽禁带MOS芯片产出主要集中在6寸晶圆上，一个直径150mm的晶圆片，可以生产1800个1200V80mΩSiC MOS芯片或者800个1200V40mΩSiC MOS芯片，1200V40mΩSiC MOS芯片的尺寸为：3.8*4.3mm，1200V80mΩSiC MOS芯片的尺寸为：2.5*3.2mm；1800个1200V80mΩSiC MOS芯片中的坏品芯片为80颗，良品芯片为1720颗；因为是同样晶圆片采用同样的切割方法，800个1200V40mΩSiC MOS芯片的坏品芯片同样为80颗，良品芯片只有720颗；可以看出在同样的晶圆尺寸上，用同样的成本只能得到720颗好的大芯片但却可以得到1720颗好的小芯片，大芯片的成本要远高于小芯片的成本，就算一个大尺寸的1200V40mΩSiC MOS芯片的成本也比两个小尺寸的1200V80mΩ的SiC MOS芯片的成本要高很多。
[0005]同时，SiC MOS芯片从芯片到成管还需经历封测过程，封测阶段还会造成良率的损失，大芯片同样会造成损失成本更大。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是提出一种功率半导体器件，该功率半导体器件内部采用多个相对小的宽禁带MOS芯片并联，在实现同样的电流情况下减小芯片的占用面积，提高芯片加工及器件封装的良率，降低器件成本。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供一种功率半导体器件，包括器件封装主体、容置于所述器件封装主体内部的金属件主体、焊接于所述金属件主体上的宽禁带MOS芯片组，所述宽禁带MOS芯片组包括至少两个宽禁带MOS芯片，所有宽禁带MOS芯片相互并联在一起，所述器件封装主体引出三个引脚，分别为：主体栅极、主体源极及主体漏极，各个宽禁带MOS芯片并联后的源极连接于器件封装主体的主体源极，各个宽禁带MOS芯片并联后的栅极连接于器件封装主体的主体栅极，各个宽禁带MOS芯片并联后的漏极与金属件主体导通并
通过金属件主体连接至所述主体漏极，所述主体源极及所述主体栅极与所述金属件主体之间进行绝缘处理。
[0008]优选地，所述金属件主体为铜基板，所述铜基板表面镀金属化层。
[0009]优选地，所述宽禁带MOS芯片组包括两个宽禁带MOS芯片，分别为：第一宽禁带MOS芯片及第二宽禁带MOS芯片，所述第一宽禁带MOS芯片包括芯片主体一及设置于所述芯片主体一上的第一栅极、第一漏极及第一源极，所述第二宽禁带芯片包括芯片主体二及设置于所述芯片主体二上的第二栅极、第二漏极及第二源极，所述第一栅极与第二栅极通过绑定线连接在一起，并将绑定线通过超声波焊接方式连接至所述器件封装主体的主体栅极；所述第一漏极与第二漏极通过金属件主体连接于器件封装主体的主体漏极；所述第一源极与第二源极通过绑定线连接于器件封装主体的主体源极。
[0010]优选地，第一宽禁带MOS芯片内置有使流过所述两个宽禁带MOS芯片的电流相等的第一均衡电路，所述第二宽禁带MOS芯片内置有使流过所述两个宽禁带MOS芯片的电流相等的第二均衡电路，所述第一均衡电路包括第一均衡电感，所述第二均衡电路包括第二均衡电感。
[0011]优选地，所述宽禁带MOS芯片组包括四个宽禁带MOS芯片，分别为：第一宽禁带MOS芯片、第二宽禁带MOS芯片、第三宽禁带MOS芯片及第四宽禁带MOS芯片，所述第一宽禁带MOS芯片包括芯片主体一、设置于所述芯片主体一上的第一栅极、第一漏极及第一源极，所述第二宽禁带MOS芯片包括芯片主体二、设置于所述芯片主体二上的第二栅极、第二漏极及第二源极，所述第三宽禁带MOS芯片包括芯片主体三、设置于所述芯片主体三上的第三栅极、第三漏极及第三源极，所述第四宽禁带MOS芯片包括芯片主体四、设置于所述芯片主体四上第四栅极、第四漏极及第四源极，所述第一栅极、第二栅极、第三栅极及第四栅极通过绑定线连接在一起，并将绑定线通过超声波焊接方式连接至所述器件封装主体的主体栅极；所述第一漏极、第二漏极、第三漏极及第四漏极通过金属件主体连接于器件封装主体的主体漏极；所述第一源极、第二源极、第三源极及第四源极通过绑定线连接于器件封装主体的主体源极。
[0012]优选地，第一宽禁带MOS芯片内置有使流过所述四个宽禁带MOS芯片的电流相等的第一均衡电路，所述第二宽禁带MOS芯片内置有使流过所述四个宽禁带MOS芯片的电流相等的第二均衡电路，第三宽禁带MOS芯片内置有使流过所述四个宽禁带MOS芯片的电流相等的第三均衡电路，所述第四宽禁带MOS芯片内置有使流过所述四个宽禁带MOS芯片的电流相等的第四均衡电路；所述第一均衡电路包括第一均衡电感，所述第二均衡电路包括第二均衡电感，所述第三均衡电路包括第三均衡电感，所述第四均衡电路包括第四均衡电感。
[0013]优选地，所述器件封装主体的主体源极可以由一个引脚构成或者由两个引脚构成。
[0014]优选地，所述宽禁带MOS芯片为氮化镓MOS芯片或者碳化硅MOS芯片。
[0015]采用上述结构之后，功率半导体器件包括器件封装主体、容置于所述器件封装主体内部的金属件主体、焊接于所述金属件主体上的宽禁带MOS芯片组，所述宽禁带MOS芯片组包括至少两个宽禁带MOS芯片，所有宽禁带MOS芯片相互并联在一起，所述器件封装主体引出三个引脚，分别为：主体栅极、主体源极及主体漏极，各个宽禁带MOS芯片并联后的源极连接于器件封装主体的主体源极，各个宽禁带MOS芯片并联后的栅极连接于器件封装主体
的主体栅极，各个宽禁带MOS芯片并联后的漏极与金属件主体导通并通过金属件主体连接至所述主体漏极，所述主体源极及所述主体栅极与所述金属件主体之间进行绝缘处理；该功率半导体器件内部采用多个相对小的宽禁带MOS芯片并联，在实现同样的电流情况下减小芯片的占用面积，提高芯片加工及器件封装的良率，降低器件成本。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件，其特征在于，包括器件封装主体、容置于所述器件封装主体内部的金属件主体、焊接于所述金属件主体上的宽禁带MOS芯片组，所述宽禁带MOS芯片组包括至少两个宽禁带MOS芯片，所有宽禁带MOS芯片相互并联在一起，所述器件封装主体引出三个引脚，分别为：主体栅极、主体源极及主体漏极，各个宽禁带MOS芯片并联后的源极连接于器件封装主体的主体源极，各个宽禁带MOS芯片并联后的栅极连接于器件封装主体的主体栅极，各个宽禁带MOS芯片并联后的漏极与金属件主体导通并通过金属件主体连接至所述主体漏极，所述主体源极及所述主体栅极与所述金属件主体之间进行绝缘处理。2.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述金属件主体为铜基板，所述铜基板表面镀金属化层。3.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述宽禁带MOS芯片组包括两个宽禁带MOS芯片，分别为：第一宽禁带MOS芯片及第二宽禁带MOS芯片，所述第一宽禁带MOS芯片包括芯片主体一、设置于所述芯片主体一上的第一栅极、第一漏极及第一源极，所述第二宽禁带芯片包括芯片主体二、设置于所述芯片主体二上的第二栅极、第二漏极及第二源极，所述第一栅极与第二栅极通过绑定线连接在一起，并将绑定线通过超声波焊接方式连接至所述器件封装主体的主体栅极；所述第一漏极与第二漏极通过金属件主体连接于器件封装主体的主体漏极；所述第一源极与第二源极通过绑定线连接于器件封装主体的主体源极。4.根据权利要求3所述的功率半导体器件，其特征在于，所述第一宽禁带MOS芯片内置有使流过所述两个宽禁带MOS芯片的电流相等的第一均衡电路，所述第二宽禁带MOS芯片内置有使流过所述两个宽禁带MOS芯片的电流相等的第二均衡电路，所述第一均衡电路包括第一均衡电感，所述第二均衡电路包括第二均衡电感。5.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述宽禁带M...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢峰，吕一航，张孟杰，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：