[发明专利]层迭式双金属氧化物半导体场效应晶体管包

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率半导体(集成电路)包，特别是涉及一种层迭式双MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)包。

背景技术

在一些开关电路，诸如同步降压变流器、半桥式变流器和逆变器中，两个功率MOSFET可以互补方式切换。图1中所示一般的开关电路110中，包括两个MOSFET 100和150串联接在电压源105上，通常分别称这两个MOSFET 100和150为高端和低端MOSFET。

为了启动一个切换周期，首先关断低端MOSFET 150。这就迫使MOSFET150的体二极管开通并驱动其电流。经延迟后，使高端MOSFET 100开通，并迫使其体二极管关断。然而，该体二极管的关断过程导致其恢复电流陡然截止。该恢复电流流过寄生电感LDHS、LSHS、LDLS、和LSLS，以及流过开关电路110的痕量电感LTRCS、LTRCH和LTRCL。

在这些电感中的电流的陡然截止导致开关电路110内严重振荡，通常称为响铃。在切换途径中这些电感也减慢了切换速度并造成额外的损耗。当切换频率连续增加，这些损耗变得更大，从而限制了开关电路110的性能。

现有技术有各种办法来减小引线电感。例如有些现有技术方案将高端和低端MOSFET两管芯互相并排靠着包装在一起并在包内用导线连接它们。这样一起包装减小了部分外界的痕量电感，但并未完全消除它们。

现有技术已知将两个MOSFET管芯层迭起来并夹入金属接片夹层。例如在属于Estacio的美国专利No.6777786中披露的半导体器件包括安装在铅座上的层迭管芯，在属于Joshi的美国专利No.7029947中披露的翻转式芯片为铅模压包内含二管芯。而在Kuo等人的美国专利申请号No.2001/0052641中披露的功率半导体器件包括了上、下二管芯。虽然这些参考文献披露了层迭MOSFET管芯，这类层迭限于在包中只有单个MOSFET，其目的仅在于减少连接导线的数目和制造成本。即使这些方案包括了层迭两个管芯，顶上的管芯是翻转倒置的以便让管芯最后可连接在一起成为单一的MOSFET器件。现有技术还没有这种努力来层迭一双MOSFET以互补方式运作。

因此需要一种克服现有技术局限性的技术来实现层迭的双MOSFET包。也有需要让层迭的双MOSFET包来实施双MOSFET互补切换方式的电路，例如用于同步降压变流器、半桥式变流器和逆变器中。还有需要使层迭的双MOSFET包的引线和连接电感最小化到现有技术无法实现的水平。也有需要使层迭的双MOSFET包具有较高的效率并且减少在切换运作时的响铃问题。

发明内容

本发明提供的层迭式双MOSFET包克服了现有技术的局限并且实现了所述各项目标，其中将高端MOSFET的源极在一个切换或相位节点处从内部短路连接到低端MOSFET的漏极，而该节点又被线引出该包。该包还包括高端MOSFET的漏极和门极的引出线，和低端MOSFET的门极和源极的引出线。

按照本发明的一方面的一种层迭式双MOSFET包包括：第一传导接片；一个高端MOSFET管芯，它跟第一传导接片的耦合使得该高端MOSFET管芯的漏极电耦合到第一传导接片；第二传导接片，它以复层关系电耦合到该高端MOSFET管芯的源极；一个低端MOSFET管芯，它跟第二传导接片的耦合使得该低端MOSFET管芯的漏极电耦合到第二传导接片；第一引线，用来耦合到该高端MOSFET管芯的门极；至少一个第二引线，用来耦合到该高端MOSFET管芯的漏极；至少一个第三引线，用来耦合到低端MOSFET管芯的源极；第四引线，用来耦合到低端MOSFET管芯的门极；以及密封外壳，用来包装：第一传导接片的各部分、高端MOSFET管芯、第二传导接片的各部分、低端MOSFET管芯、和第一引线、该至少一个第二引线、该至少一个第三引线、和第四引线的各部分。

按照本发明的另一方面，一种制备层迭式双MOSFET包的方法包括以下步骤：形成第一传导接片；层迭高端MOSFET管芯到第一传导接片上，使得该高端MOSFET管芯的漏极接点耦合到第一传导接片；以复层关系层迭第二传导接片到该高端MOSFET管芯上，使得该高端MOSFET管芯的源极接点耦合到第二传导接片；层迭低端MOSFET管芯到第二传导接片上，使得该低端MOSFET管芯的漏极接点耦合到第二传导接片。