[发明专利]芯片和功率晶体管

说明书

描述一种用于功率晶体管的芯片以及一种功率晶体管。为了功率晶体管的高效散热，所述芯片除了衬底和源极金属化结构之外还包括第一铜层和第二铜层，所述第二铜层布置在所述第一铜层与所述源极金属化结构之间。所述第二铜层至少导热地布置到所述源极金属化结构上，其中，所述第一铜层与所述第二铜层电绝缘地连接。所述芯片允许一种具有低热阻抗Zth和低热阻Rth的弹塞安装。此外，所述芯片实现双面散热并且具有极低的电感。

技术领域

本发明涉及一种用于功率晶体管的芯片以及一种功率晶体管。

背景技术

功率晶体管、例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)通常基于芯片。所述芯片包括具有第一侧的衬底，在所述侧上施加有源极金属化结构。此外，在第一侧上施加有栅极金属化结构，该栅极金属化结构与源极金属化结构电隔离并且也称为栅极浇道(Gate-Runner)。

在与第一侧相对置的第二侧上施加有漏极金属化结构。在源极金属化结构与漏极金属化结构之间，在衬底中构造有功率晶体管的有源区。

为了接通源极金属化结构或栅极金属化结构可以使用穿过硅衬底的经能够导电填充的通孔。这种经填充的通孔也称为硅通孔(Silicon-Through-Vias)，简称STV，并且例如在US7683459或US7633165中所描述。

原则上，目的是减小功率晶体管的封装尺寸。

随着尺寸的减小，从功率晶体管散发热量的需求增大。

发明内容

根据本发明，提供一种根据权利要求1的用于功率晶体管的芯片以及一种根据权利要求8的功率晶体管。

所述芯片包括衬底以及衬底一侧上的源极金属化结构。该芯片的特征在于，该芯片还包括第一铜层和第二铜层，该第二铜层布置在第一铜层与源极金属化结构之间，其中，第二铜层至少能够导热地布置在源极金属化结构上，其中，第一铜层与第二铜层电绝缘地连接。

所述芯片允许一种具有低热阻抗Zth和低热阻Rth的弹塞安装(Slug-up-Montage)。此外，该芯片实现一种双面散热的功率晶体管，该功率晶体管可以以极低的电感连接。

所述芯片进一步实现一种对芯片要求低的功率晶体管的构造，并且因此实现低的制造成本以及低的再加工成本。最后，该芯片也实现一种功率晶体管的构造，该功率晶体管对构造空间的要求处于物理可行性的下限。

在一种优选实施方式中，源极金属化结构也能够导电地与第二铜层连接。这实现特别高效的散热。

第一铜层的与第二铜层的表面——在所述表面上第一铜层与第二铜层彼此连接——可以具有热传递结构，使得第一铜层与第二铜层能够导热地连接。这实现更高效的散热。

衬底可以包括硅层，和/或源极金属化结构可以包括铜。由此，可以构成一种极其薄的衬底。

所述衬底可以包括可填充有能够导电的填充物的接通孔，源极金属化结构可以与该填充物电连接。因此，该衬底做好了将与第一侧相对置的第二侧的源极金属化结构接通的准备。

所述衬底可以如此薄，使得接通孔穿透衬底，其中，该衬底在与第一侧相对置的第二侧上包括分开的金属化结构，该分开的金属化结构可以至少分开为与填充物电连接的源极连接端以及与源极连接端电绝缘的漏极金属化结构。因此，芯片的源极金属化结构可以从第二侧接通。

所述衬底可以包括另外的经能够导电填充的接通孔，所述接通孔填充有另外的能够导电的填充物，栅极金属化结构可以布置在第一侧上，其中，栅极金属化结构可以与另外的填充物电连接。因此，可以使用于功率晶体管的芯片预机构化。