[发明专利]一种GaN基射频器件及其封装方法

说明书

本发明公开了一种GaN基射频器件及封装方法。所述器件包括DFN框架，所述DFN框架包括基岛、引脚栅极、引脚漏极和引脚源极，在电极方向上，引脚漏极位于基岛正面的左上方，引脚源极位于基岛正面的左下方，引脚栅极位于右下方，源极和栅极在同一水平线上；所述器件还包括GaN基射频芯片，GaN基射频芯片通过导电银浆固定在基岛上，GaN基射频芯片的内漏极、内源极和内栅极分别通过引线和DFN框架的引脚漏极、引脚源极和引脚栅极相应连接，分别作为器件漏极、器件源极和器件栅极；DFN框架外包裹有塑封料。所述封装方法选择小型化的DFN框架，通过塑料封装，使得生产成本降低、轻薄、加工简单、适合自动化生产，应用范围广泛。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及半导体器件，具体的说是一种GaN基射频器件及其封装方法。

背景技术

随着现代武器装备和航空航天、核能、通信技术、汽车电子、开关电源的发展，对半导体器件的性能提出了更高的要求。作为宽禁带半导体材料的典型代表，GaN基材料具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、临界击穿场强高、热导率高、稳定性好、耐腐蚀、抗辐射等特点，可用于制作高温、高频及大功率电子器件。另外，GaN还具有优良的电子特性，可以和AlGaN形成调制掺杂的AlGaN/GaN异质结构，该结构在室温下可以获得高于1500cm2/Vs的电子迁移率，以及高达3×107cm/s的峰值电子速度和2×107cm/s的饱和电子速度，并获得比第二代化合物半导体异质结构更高的二维电子气密度，被誉为是研制微波功率器件的理想材料。因此，基于AlGaN/GaN异质结的微波功率器件在高频率、高功率的无线通信、雷达等领域具有非常好的应用前景。

GaN是第三代半导体材料的典型代表，具有宽禁带、高击穿电场、高频、高效等优异性质，GaN基材料和器件是电力电子行业发展的方向，而金属陶瓷封装是目前市面上很常见的宽带GaN HEMT射频功率器件的封装形式，只需将芯片焊接在管壳热沉表面，既将器件源极与法兰电气连接起来，同时通过低热阻的法兰又能将芯片在工作时产生的热量传递出去，使器件保持在正常结温范围内工作，具有可靠性高的优点。但是这种封装形式有以下几个缺点：

(1)与塑料封装相比较，它的加工温度高、性价比低等；

(2)工艺的自动化与薄型化封装能力不及塑料封装；

(3)脆性较高，容易导致应力损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的缺陷，选择小型化的DFN框架，通过塑料封装，使得生产成本降低、轻薄、加工简单、适合自动化生产，且应用范围广泛，是目前微电子工业中使用较常见的封装方法。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供了一种GaN基射频器件，包括DFN框架，所述DFN框架包括基岛、引脚栅极、引脚漏极和引脚源极，在电极方向上，引脚漏极位于基岛正面的左上方，引脚源极位于基岛正面的左下方，引脚栅极位于基岛正面的右下方，源极和栅极在同一水平线上；所述器件还包括GaN基射频芯片，GaN基射频芯片通过导电银浆固定在基岛上，GaN基射频芯片的内漏极、内源极和内栅极分别通过引线和DFN框架的引脚漏极、引脚源极和引脚栅极相应连接，分别作为器件漏极、器件源极和器件栅极；DFN框架外包裹有塑封料。

优选地，所述基岛为五边形的金属基岛；GaN基射频芯片位于基岛的正中间。

优选地，所述引线为0.8mil～2mil金质内引线；连接内漏极和引脚漏极的引线的根数为1～8，连接内源极和引脚源极的引线的根数为2～8，连接内栅极和引脚栅极的引线的根数为1～4。