[实用新型]半导体器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体器件，特别地，涉及一种半导体器件的封装。 

背景技术

在功率半导体领域，最重要的一个问题是具有垂直功率负载的功率器件的热耗散。芯片尺寸的缩减引起的不断提高的功率要求导致这样的器件在芯片表面处的热位置的大力利用。发热区域主要在芯片表面区域处，并且被互连到封装外引线。在没有足够冷却情况下在芯片顶面这些区处温度的不断增加能够影响器件的电气功能，并且在最坏的情况下，能够导致在这些区域处的芯片有源结构的损坏。特别地，该问题会发生在具有复杂和敏感结构的电子器件（例如超结器件）中，超结器件具有高电流密度负载并且用于具有非常快的开关时间的高压应用。 

因此，这方面的中心主题是特别针对超结器件的芯片安装技术中的此类局部发热区域的热耗散和冷却，超结器件在芯片顶面处的外延层中具有它们的热生成区域。 

在芯片包封技术中，在芯片结合之后，在顶面处的这些区域被连接到封装外引线。用于将芯片连接到封装引线的普通互连技术是使用大于100 μm的引线直径的铝引线结合或焊接或者粘合在芯片与封装引线之间的平面金属结构。但这些互连技术在使热消散到封装外面有局限，从而限制器件的电流密度负载。 

存在用以解决该问题的不同构思。它们中的一个是基于使用500 μm以上的更厚引线直径以将芯片连接到引线，而其他方案使用更厚的互连金属结构。但两个方案都是高成本的，并且在实践方面存在问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题中的一个或多个。 

本实用新型的构思是基于增加金属结构(例如夹片（clip）)在夹片附着区域处的金属接触面积以及在芯片边缘横向增加金属结构以增加封装的热耗散。 

根据本实用新型的一方面，提供了半导体器件，包括： 

载体，其包括芯片岛和引线；

半导体芯片，其包括半导体芯片第一表面上的第一电极和半导体芯片的与第一表面相对的第二表面上的第二电极，第二电极电连接到芯片岛；以及

夹片，其包括第一接触区域和第二接触区域，所述第一接触区域被放置在所述引线上，而所述第二接触区域被放置在所述半导体芯片的所述第一电极上，其中，所述夹片还包括所述第二接触区域中的突起和在与所述半导体芯片的表面平行的方向上延伸超出所述半导体芯片的边缘的横向延伸部。

优选地，所述第二接触区域是圆形的。 

优选地，所述夹片在所述第二接触区域中具有孔。 

优选地，所述半导体芯片还包括布置在所述半导体芯片的所述第一表面上的第三电极。

优选地，所述半导体芯片被放置在所述芯片岛上，所述第二表面上的第二电极面向所述芯片岛。 

优选地，所述半导体器件进一步包括在所述夹片的第一接触区域与所述引线之间和在所述夹片的第二接触区域与所述半导体芯片的第一电极之间的接合材料。 

优选地，所述半导体器件进一步包括在所述芯片岛与所述半导体芯片的第二电极之间的接合材料。 

优选地，所述半导体器件进一步包括用于封装所述半导体器件的封装材料。 

优选地，所述半导体芯片包括超结晶体管。 

优选地，所述半导体芯片包括补偿区，所述补偿区包括p区和n区。 

优选地，所述半导体芯片还包括在所述补偿区上的MOS晶体管单元。 

优选地，所述半导体芯片还包括衬底和在所述衬底与所述补偿区之间的缓冲层。 

另一方面，本实用新型在金属板中在垂直金属结构部分增加突起，并且在芯片边缘增加金属板的横向延伸部分，特别地，与超结技术相结合，尤其具有带可选孔的大体上圆形的接触区域。 

不同于平面结构，金属结构(夹片)的突起和横向延伸部的设计增加了金属结构到芯片顶面上的焊接区域的接触表面。具有突起设计的该附加表面从超结的顶面提升了热耗散。除该效果之外，在所述芯片边缘上的横向延伸的金属结构对所述超结器件的热耗散做出进一步贡献。 

焊接在芯片顶面处的夹片金属结构的附加的垂直区域和横向区域的组合使得超结器件的热耗散的有效增加成为可能。 

在工艺流程中，芯片经软焊接工艺或扩散焊接或导电胶被附着到芯片载体，例如引线框。在芯片附着工艺之后，焊料将被分配在芯片顶侧的可焊接区域上，并且分配在封装外引线顶侧上。下一个工艺是将夹片金属结构放置在芯片和封装引线上。所述夹片金属结构不仅用于将芯片电极电连接到封装外引线，而且是用于芯片顶面到封装外引线的热耗散的桥。最后的工艺是使用封装材料（例如模塑料）的器件封装。