[实用新型]半导体器件结构

说明书

一种半导体器件结构，包括第一导热电极层以及依次在所述第一导热电极层上设置的第一应力过渡层、二极管芯片、第二应力过渡层、第二导热层以及第二电极。由于没有将二极管芯片表面直接与第一导热电极层或者第二导热层直接连接，而是通过第一应力过渡层和第二应力过渡层连接，使得在高温时使得第一导热电极层或者第二导热层所出现的内应力不直接作用在二极管芯片上，而是作用在第一应力过渡层或第二应力过渡层上，这样一方面使得在制造二极管器件的烧结过程中不至于造成芯片碎裂，提高了器件制造的一致性，另一方面也可以避免在使用过程中器件的发热所导致损坏芯片的情况，提高使用过程中器件的可靠性和稳定性。

技术领域

本申请属于半导体器件领域，具体涉及一种半导体器件结构。

背景技术

电子产品的覆盖面越发广泛，其中电力电子二极管作为一种半导体器件在提高电子产品的发展中占有重要角色。二极管是用半导体材料(硅、砷、锗等)制成的一种电子器件。封装的功能在于给半导体芯片提供足够的保护，防止芯片在空气中长期暴露或机械损伤而失效，以提高芯片的稳定性，保护芯片的安全。对于电力电子二极管器件的封装，还需要具有良好的散热性，好的封装可以让二极管器件具备更好的散热环境，进而提升二极管器件的寿命。因此，半导体芯片的封装对于半导体器件的可靠性和安全性极为重要，特别是汽车用二极管器件，汽车用二极管器件一般采用单芯片结构，其制造一般是通过焊料直接将芯片的电极和散热金属片连接，芯片的散热要求高，同时也对二极管器件的可靠性和安全性提出了更高的要求，对于高能量、高可靠性、高性能和低成本的半导体封装也更为紧迫。

因此，为提高产品的一致性和可靠性，需要提供一种新的半导体器件结构，以保障产品的可靠性和安全性。

实用新型内容

本申请提供一种半导体器件结构，能够避免封装时，二极管外部的导热金属对二极管芯片的应力作用，保障二极管器件的高可靠性和安全性。

根据本申请的一方面，一种实施例中提供一种半导体器件结构，包括：

第一导热电极层以及依次在所述第一导热电极层上设置的第一应力过渡层、二极管芯片、第二应力过渡层、第二导热层以及第二电极；

所述第一导热电极层用于散热并能够与外部电路形成导电连接；

所述二极管芯片具有底部焊接面和与所述底部焊接面相对的顶部焊接面，所述第一导热电极层与所述底部焊接面之间的第一应力过渡层的层数至少为一层；

所述第二导热层用于散热，所述顶部焊接面与所述第二导热层之间的第二应力过渡层的层数至少为一层，所述第二导热层用于散热；

所述第二电极与所述第二导热层连接，所述第二电极从所述第二导热层向所述第一导热电极层延伸，使所述第二电极的端部与所述第一导热电极层位于同一水平面。

一种实施例中，还包括硅胶涂层，所述硅胶涂层至少包覆在所述第一应力过渡层、第二应力过渡层以及二极管芯片的外周。

一种实施例中，多层所述第一应力过渡层的总厚度不超过350μm，多层所述第二应力过渡层的总厚度不超过350μm；所述第二电极与所述第二导热层通过焊接固定。

一种实施例中，所述第二导热层和所述第一导热电极层的材料为纯铜或铜合金。

一种实施例中，所述二极管芯片为TVS二极管芯片或整流管芯片。

一种实施例中，所述二极管芯片的数量为单个或多个，当所述二极管芯片的数量为多个时，多个所述二极管芯片通过焊片或焊锡连接。

一种实施例中，所述二极管芯片的衬底材料为硅、砷或锗，所述第一应力过渡层或第二应力过渡层的材料为硅、砷或锗。

一种实施例中，所述第一导热电极层表面积大于所述二极管芯片的底部焊接面的面积，所述第一应力过渡层的表面积介于所述第一导热电极层表面积和所述二极管的底部焊接面的面积之间。