[发明专利]功率半导体器件、其封装结构及其制作方法和封装方法

说明书

本发明提供了一种功率半导体器件、其封装结构及其制作方法和封装方法。该功率半导体器件包括元胞区和终端区，元胞区包括多个元胞，各元胞包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极位于衬底的相对的两侧，在垂直于衬底的方向上，第一电极远离衬底的一侧表面与第二电极远离衬底的一侧表面的距离为H₁，终端区中与衬底距离最大的一点与第二电极远离衬底的一侧表面的距离为H₂，H₁大于H₂。在采用上述功率半导体器件的封装工艺中，由于器件中的元胞区与终端区之间具有高度差，从而在采用键合部实现发射极和集电极连接时，能够保证键合部与终端区之间具有一定的安全距离，避免了键合部与终端区接触而形成短路，提高了器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体而言，涉及一种功率半导体器件、其封装结构及其制作方法和封装方法。

背景技术

随着现有技术中功率半导体器件的制造技术及封装技术的不断发展，传统IGBT芯片结构与焊线封装技术已满足不了需求，为了提高可靠性，目前越来越多的人采用铜框架焊接的结合方式将IGBT中发射极和集电极的引出电极键合。上述封装方式通常包括：在发射极的引出电极上形成焊层10＇，并在集电极的引出电极的一侧设置与其接触的导电基板20＇，然后通过铜框架30＇将焊层与导电基板连接，如图1所示。

然而，上述采用铜框架焊接的结合方式会导致铜框架上的线路与芯片上的终端区40＇(环区)接触产生短路，如图1所示，从而产生失效。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种功率半导体器件、其封装结构及其制作方法和封装方法，以解决现有技术中功率半导体器件的封装工艺易导致器件失效的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种功率半导体器件，包括设置于衬底上的元胞区和终端区，元胞区的部分和终端区的部分位于衬底中，终端区环绕元胞区设置，功率半导体器件中的元胞区包括多个元胞，各元胞包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极位于衬底的相对的两侧，在垂直于衬底的方向上，第一电极远离衬底的一侧表面与第二电极远离衬底的一侧表面的距离为H₁，终端区中与衬底距离最大的一点与第二电极远离衬底的一侧表面的距离为H₂，H₁大于H₂。

进一步地，衬底具有台阶结构，台阶结构具有第一台阶面和第二台阶面，第二台阶面环绕第一台阶面，衬底远离台阶结构的一侧具有第三表面，第一台阶面与第三表面之间的垂直距离为L₁，第二台阶面与第三表面之间的垂直距离为L₂，L₁＞L₂，第一电极位于第一台阶面上，终端区中突出于衬底的部分位于第二台阶面上，第二电极位于第三表面上。

进一步地，L₁与L₂的差值为6～8μm。

进一步地，终端区突出于衬底的部分高度为h₂，L₁≥h₂。

进一步地，第一电极远离衬底的一侧表面与衬底之间的距离为h₁，h₂与h₁的差值为1.5～2μm。

进一步地，终端区包括：多个场限环，位于衬底中；多个场氧化层，位于衬底具有场限环的一侧表面上，且各场限环均对应连接有一个场氧化层。

进一步地，元胞为IGBT元胞，IGBT元胞包括发射极和集电极，第一电极为发射极的引出电极，第二电极为集电极的引出电极。

根据本发明的另一方面，提供了一种功率半导体器件封装结构，一种功率半导体器件封装结构，该功率半导体器件为上述的功率半导体器件，经过功率半导体器件中终端区的键合部与终端区隔离设置。