半导体装置及用于制造半导体装置的方法制造方法及图纸

技术编号:7719003 阅读:196 留言:0更新日期:2012-08-30 03:30
本发明专利技术提供一种半导体装置、用于制造半导体装置的方法和电子电路。该用于制造半导体装置的方法包括:将包括连接导电膜的密封层放置在表面上,使得连接导电膜与半导体元件的电极和引线相接触;通过连接导电膜使所述电极与所述引线电耦接;以及通过密封层密封所述半导体元件。

【技术实现步骤摘要】

实施例涉及。
技术介绍
由于氮化物半导体具有包括高饱和电子速度、宽带隙等的特征,因此,其可被应用于高击穿电压和高输出半导体装置。例如,作为氮化物半导体的GaN的带隙(例如为3. 4eV)大于Si的带隙(I. IeV)和GaAs的带隙(I. 4eV),使得GaN具有高击穿场强。因此,GaN可用作电源的功率装置的材料,以进行高电压操作并产生高输出。 在日本公开专利申请53-1859号、日本公开专利申请2005-251910号、日本公开专利申请61-288434号和日本公开专利申请2007-12699号中公开了相关的技术。在氮化物半导体元件的封装中,通过使用金属线的引线接合(wire bonding)法进行电极之间的连接。由于氮化物半导体元件中通过大电流,所以使用多个金属线进行连接。因此,工艺时间可能增加。当使用长的线或者有许多金属线连接区域时,氮化物半导体元件的电阻可能增加并且电源效率可能降低。当通过引线接合法进行电极间的连接时,氮化物半导体元件的封装可能变得相当扁平(low-profile)。
技术实现思路
根据实施例的一个方面,一种用于制造半导体装置的方法包括将包括连接导电膜的密封层置于表面上,使得所述连接导电膜与半导体元件的电极和引线相接触;通过所述连接导电膜使所述电极与所述引线电耦接;以及通过所述密封层密封所述半导体元件。根据上述方法,降低了电极之间的连接电阻,降低了电极之间的连接距离或者连接点的数目,并且以简化的工艺制造扁平半导体封装。本专利技术另外的优点和新颖的特征将在以下描述中部分地给出,并且当本领域的技术人员研究以下描述时或者通过实践本专利技术来学习时,本专利技术的附加优点和新颖特征将部分地变得更加明显。附图说明图I示出半导体封装的示例性的制造工艺;图2A至图2F示出半导体装置的示例性的制造工艺;图3示出示例性的化合物半导体元件;图4示出示例性的引线框架;图5A至图5C示出辅助层的示例性的形成;图6示出示例性的辅助层;图7A至图7G示出密封层的示例性的形成;图8示出示例性的密封层;图9A和图9B示出密封层的示例性的结合;图10示出示例性的密封层;图11示出示例性的电源装置;以及图12示出示例性的高频放大器。具体实施例方式为了方便,在下面说明的附图中,可以用不同的比例来表示大小和厚度。图I示出半导体封装的示例性的制造工艺。图2A至图2F示出半导体装置的示例性的制造工艺。在图2A至图2F中示出的半导体装置的制造工艺中,可以制造AlGaN/GaNHEMT。在图I中示出的操作SI和S2中制造化合物半导体元件,并且通过图I中示出的操作S3至S6制造半导体封装。在图I中示出的操作SI中,生成安装在树脂电路板上的半导体元件,例如,具有高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的化合物半导体元件。例如,可以生成作为氮化物半导体的AlGaN/GaN HEMT。可以生成 InAlN/GaN HEMT、InAlGaN/GaN HEMT 等。可以生成 HEMT 以外的氮化物半导体元件、氮化物半导体以外的化合物半导体元件、半导体存储器或者其它半导体元件。如图2A中所示,在用于生长的衬底(例如Si衬底I)上形成化合物半导体叠层结构2。对于用于生长的衬底,可以使用Si衬底、SiC衬底、蓝宝石衬底、GaAs衬底、GaN衬底等。关于导电性,该衬底可以具有半绝缘属性或者导电属性。化合物半导体叠层结构2可以包括缓冲层2a、电子跃迁层2b、中间层2c、电子供应层2d和上覆层2e。当操作AlGaN/GaN HEMT时,在电子跃迁层2b至电子供应层2d的界面附近(例如中间层2c)生成二维电子气(2DEG)。可以基于电子跃迁层2b的化合物半导体(例如GaN)的晶格常数和电子供应层2d的化合物半导体(例如AlGaN)的晶格常数之间的差生成2DEG。在Si衬底I上,依次形成膜厚度约为O. I μ π!的Α1Ν、膜厚度约为3 μ m的i (故意未惨杂的intentionally undoped)-GaN、膜厚度约为5nm的i-AlGaN、膜厚度约为30nm的n-AlGaN和膜厚度约为IOnm的η-GaN。可以通过例如有机金属气相沉积法(MOVPE)法生成这些化合物半导体。代替MOVPE法,可以使用分子束外延(MBE)法等。形成了缓冲层2a、电子跃迁层2b、中间层2c、电子供应层2d和上覆层2e。至于AlN、GaN、AlGaN和GaN的生长条件,可以使用三甲基铝气体、三甲基镓气体和铵气的混合气体作为原材料气体。可以根据生长化合物半导体层规定作为Al源的三甲基铝气体和作为Ga源的三甲基镓气体的供应存在或不存在以及流量。作为共同原材料的氨气的流量可以为约IOOccm至10LM。生长压强可以为约50Torr (托)至300Torr。生长温 度可以为约1000°C至1200°C。当GaN和AlGaN被生成为η型时,例如以一定的流量将包括作为η型杂质的Si的SiH4添加到原材料气体中,使得GaN和AlGaN掺杂有Si。Si掺杂的浓度可以为约I X IO18/cm3 至 lX1027cm3,例如,约 5 X IO1Vcm30如图2B中所示,形成元件隔离结构3。在图2C至图2F中,可以省略元件隔离结构3。例如,将氩(Ar)注入到化合物半导体叠层结构2的元件隔离区中。在化合物半导体叠层结构2和Si衬底I的表面层部分中形成元件隔离结构3。利用元件隔离结构3在化合物半导体叠层结构2上划定有源区。可以用例如浅沟槽隔离(STI)法代替注入法来形成元件隔离。关于化合物半导体叠层结构2的干蚀刻,可以使用例如基于氯的蚀刻气体。如图2C中所示,形成源电极4和漏电极5。在化合物半导体叠层结构2的表面上要设置源电极和漏电极的位置处形成电极凹槽2A和电极凹槽2B。将抗蚀剂施加到化合物半导体叠层结构2的表面。通过光刻技术对抗蚀剂进行处理,以便在抗蚀剂中形成开口,该开口用于露出与要设置电极的位置对应的化合物半导体叠层结构2的表面。因此,形成了具有开口的抗蚀剂掩模。使用该抗蚀剂掩模通过干蚀刻对上覆层2e的要设置电极的位置进行去除,直到露出电子供应层2d的表面为止。形成电极凹槽 2A和电极凹槽2B,电极凹槽用于露出电子供应层2d的表面上要设置电极的位置。可以使用惰性气体(例如Ar)和基于氯的气体(例如Cl2)作为蚀刻气体。关于蚀刻条件,例如,将Cl2的流量设置为30sCCm,将压强设置为2Pa,并且将RF输入电功率设置为20W。可以通过部分地蚀刻上覆层2e或者通过直到蚀刻至电子供应层2d或更深来形成电极凹槽2A和电极凹槽2B。通过灰化处理等去除该抗蚀剂掩模。形成用于形成源电极和漏电极的抗蚀剂掩模。例如,可以使用适于蒸发法和剥离(lift-off)法的罩盖结构(canopy structure)的两层抗蚀剂。将该罩盖结构的两层抗蚀剂施加于化合物半导体叠层结构2,并且由此形成用于露出电极凹槽2A和2B的开口。因此,形成了具有开口的抗蚀剂掩模。通过例如使用抗蚀剂掩模的蒸发法,在该抗蚀剂掩模上和用于露出电极凹槽2A和电极凹槽2B的开口中沉积电极材料(例如,Ta/Al)。Ta的厚度可以为约20nm,并且Al的厚度可以为约200nm。通过剥离法去除抗蚀剂掩模和其上沉积的Ta/Al。在例如氮气氛中以400°C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.25 JP 2011-0404641.一种用于制造半导体装置的方法,包括 将包括连接导电膜的密封层放置在结构的表面上,使得所述连接导电膜与半导体元件的电极和引线相接触; 通过所述连接导电膜使所述电极与所述引线电耦接;以及 通过所述密封层密封所述半导体元件。2.根据权利要求I所述的用于制造半导体装置的方法,还包括 形成辅助层以填充所述电极与所述引线之间的间隙。3.根据权利要求2所述的用于制造半导体装置的方法, 其中所述辅助层具有基本平坦的表面。4.根据权利要求2所述的用于制造半导体装置的方法, 其中所述辅助层包括耐热树脂。5.根据权利要求2所述的用于制造半导体装置的方法,还包括 向所述电极和所述弓丨线按压触所述膜。6.根据权利要求I所述的用于制造半导体装置的方法,还包括 使用喷射型点胶机形成所述连接导电膜。7.根据权利要求I所述的用于制造半导体装置的方法,还包括 通过电镀法形成所述连接导电膜。8.根据权利要求I所述的用于制造半导体装置的方法,还包括 使用与所述表面的形状相配合的结构形成所述密封层;以及 去除所述结构。9.根据权利要求I所述的用于制造半导体装置的方法, 其中所述半导体元件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:酒井泰治常信和清今田忠纮今泉延弘冈本圭史郎
申请(专利权)人:富士通株式会社
类型:发明
国别省市:

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