[发明专利]半导体封装结构及其制备方法、电子设备

说明书

本发明涉及半导体技术领域，提供了一种半导体封装结构及其制备方法、电子设备，该半导体封装结构包括：衬底、器件功能层、第一电极层和支撑层，支撑层位于器件功能层远离衬底的一侧且覆盖第一电极层；支撑层包括注塑结构和多个导电支撑结构。通过在第一电极层上制备支撑层，由于该支撑层包括注塑结构和置于注塑结构内部的导电支撑结构，利用导电支撑结构作为第一电极结构和第二电极结构的电连接通道，从而将电极结构引出，方便外部引线连接；同时导电支撑结构与注塑结构结合可极大增加晶圆的结构强度，从而为衬底减薄提供较好的机械支撑能力，可防止晶圆翘曲或者破损，而且衬底减薄后有利于提升半导体封装器件的散热性能，可增加产品的使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种半导体封装结构及其制备方法、电子设备。

背景技术

以氮化镓为代表的功率半导体器件通常具有较厚的衬底。以氮化镓HEMT为例，氮化镓基材料生长在较厚的硅、蓝宝石或碳化硅衬底上。由于硅与蓝宝石衬底价格较低，所以对于很多应用都是优选的衬底材料。但是硅衬底和蓝宝石衬底的热导率较低，蓝宝石衬底的导热能力尤其差。因此，在制作该类型器件时，衬底的散热能力较差成为了一个重要的挑战。

现有一种提升器件散热的办法是降低衬底的厚度，但是在衬底较薄的情况下，晶圆的机械强度极差，并且晶圆的翘曲度很大，非常不利于后续的工艺。同时，由于在衬底和氮化镓外延层内存在较高的应力，所以在衬底较薄的情况下，晶圆非常脆弱，很容易破裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体封装结构及其制备方法、电子设备，以解决现有衬底减薄工艺容易导致晶圆翘曲或者破裂的问题。

第一个方面，本发明实施例提供了一种半导体封装结构，包括：衬底、器件功能层、第一电极层、支撑层和第二电极层。所述器件功能层位于所述衬底的一侧，包括至少一个半导体器件；所述第一电极层位于所述器件功能层远离所述衬底的一侧，所述第一电极层对应于同一所述半导体器件的区域包括多个第一电极结构，所述第一电极结构与所述半导体器件的电极对应连接；所述支撑层位于所述器件功能层远离所述衬底的一侧，并且覆盖所述第一电极层；所述支撑层包括注塑结构和位于所述注塑结构内部的多个导电支撑结构，所述导电支撑结构的一端与对应区域的所述第一电极结构连接，所述导电支撑结构的另一端与所述注塑结构远离所述衬底的一侧平齐；所述第二电极层位于所述支撑层远离所述衬底的一侧，所述第二电极层对应于同一所述半导体器件的区域包括多个第二电极结构，所述第二电极结构与所述第一电极结构一一对应，且与所述导电支撑结构连接。

在一个可选的实施例中，所述注塑结构包围所述导电支撑结构；所述导电支撑结构为金属网格结构或者间隔布置的多个金属球结构。

在一个可选的实施例中，所述衬底的厚度与所述支撑层的厚度总和为120微米～150微米；和/或，所述衬底的厚度为0微米～100微米。

在一个可选的实施例中，所述第二电极结构与所述第一电极结构在所述衬底上的正投影重叠。

在一个可选的实施例中，多个所述金属球结构呈线性阵列间隔排布。

在一个可选的实施例中，所述注塑结构内部还分散有纳米颗粒，所述纳米颗粒的材料包括氧化硅、氧化钛或者碳化硅。

在一个可选的实施例中，所述注塑结构的材料包括树脂材料；和/或，所述导电支撑结构的材料包括锡。

在一个可选的实施例中，所述半导体封装结构还包括：背金层；所述背金层位于所述衬底远离所述器件功能层的一侧，用于与框架的基岛连接。

第二个方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括如第一个方面所述的半导体封装结构。

第二个方面，本发明实施例还提供了一种半导体封装结构的制备方法，用于制备第一个方面所述的半导体封装结构，包括：

提供一衬底；