具有源極向下和感測配置的半導體裸片和封裝體制造技術

一種半導體裸片，包括：半導體主體；晶體管器件，布置在所述半導體主體中并且具有柵極、源極和漏極；感測器件，布置在所述半導體主體中并且可操作用于感測與所述晶體管器件相關聯的參數。該裸片進一步包括：源極焊盤，在所述半導體主體的第一側處并且電連接到所述晶體管器件的源極；漏極焊盤，在與所述第一側相對的所述半導體主體的第二側處并且電連接到所述晶體管器件的漏極；以及感測焊盤，在所述半導體主體的第二側處并且與所述漏極焊盤間隔開。所述感測焊盤電連接到所述感測器件。還公開了對應的封裝體和制造方法。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及半導體裸片和對應的封裝體，并且更具體地涉及具有感測的半導體裸片和對應的封裝體。
技術介紹
常規垂直功率晶體管裸片的漏極在裸片的背側處直接連接到裸片焊盤。裸片的漏極焊盤直接連接到封裝體的漏極引線。在許多應用中，期望感測晶體管源極電流或溫度。用于感測源極電流或溫度的常規技術典型地包含在晶體管裸片的前側處與源極焊盤隔開地提供專用感測焊盤。裸片的前側在裸片鍵合工藝期間被倒裝，并且專用源極焊盤被直接焊接或膠粘。這樣的裸片/封裝體配置需要針對有關感測再分布的專用裸片焊盤設計，增加了封裝體設計復雜度和封裝體成本。
技術實現思路
根據半導體裸片的一個實施例，半導體裸片包括半導體主體。晶體管器件布置在半導體主體中。晶體管器件具有柵極、源極和漏極。感測器件也布置在半導體主體中。感測器件可操作用于感測與晶體管器件相關聯的參數，例如諸如溫度或源極電流。在半導體主體的第一側處的源極焊盤電連接到晶體管器件的源極。在半導體主體的與第一側相對的第二側處的漏極焊盤電連接到晶體管器件的漏極。在半導體主體的第二側處并與漏極焊盤間隔開的感測焊盤電連接到感測器件。根據制造半導體裸片的方法的一個實施例，該方法包括：在半導體主體中形成晶體管器件，所述晶體管器件具有柵極、源極和漏極；在所述半導體主體中形成感測器件，所述感測器件可操作用于感測與所述晶體管器件相關聯的參數；在所述半導體主體的第一側>處形成源極焊盤、在所述半導體主體的與所述第一側相對的第二側處形成漏極焊盤并且在所述半導體主體的第二側處與所述漏極焊盤間隔開地形成感測焊盤；將所述源極焊盤電連接到所述晶體管器件的源極；將所述漏極焊盤電連接到所述晶體管器件的漏極；以及將所述感測焊盤電連接到所述感測器件。根據半導體封裝體的一個實施例，封裝體包括第一裸片葉片(paddle)和半導體裸片。半導體裸片包括半導體主體，半導體主體具有面對所述第一裸片葉片的第一側和與所述第一裸片葉片遠離面對的第二側。布置在所述半導體主體中的晶體管器件具有柵極、源極和漏極。也布置在所述半導體主體中的感測器件可操作用于感測與所述晶體管器件相關聯的參數。在所述半導體主體的第一側處的源極焊盤附接到所述第一裸片葉片并且電連接到所述晶體管器件的源極。在所述半導體主體的與所述第一側相對的第二側處的漏極焊盤電連接到所述晶體管器件的漏極。在所述半導體主體的第二側處并與所述漏極焊盤間隔開的感測焊盤電連接到所述感測器件。本領域技術人員通過閱讀下列詳細描述并通過查看附圖將認識到附加特征和優勢。附圖說明圖中的組件不一定按比例繪制，而是強調圖示本專利技術的原理。而且，在圖中類似的參考標號標示對應的部分。在附圖中：圖1圖示了具有源極向下和感測配置的半導體裸片的一個實施例的截面圖；圖2圖示了具有源極向下和感測配置的半導體裸片的另一實施例的截面圖；圖3A至圖3C圖示了根據第一實施例的具有源極向下和感測配置的半導體裸片的不同透視圖；圖4A至圖4C圖示了根據第二實施例的具有源極向下和感測配置的半導體裸片的不同透視圖；圖5圖示了包括具有源極向下和感測配置的半導體裸片的半導體封裝體的一個實施例的俯視平面圖；圖6圖示了示例性半橋接電路的電路示意圖；以及圖7圖示了包括具有源極向下和感測配置的半導體裸片的半導體封裝體的另一實施例的俯視平面圖。具體實施方式這里描述的實施例提供具有源極向下配置的功率半導體裸片，其中裸片的源極焊盤附接到封裝體的裸片葉片，并且漏極焊盤和專用感測焊盤設置在裸片的相對側處。可以使用導電過孔將感測器件電連接到在裸片相對(漏極)側處的專用感測焊盤，該感測器件可以布置在與功率晶體管的源極相同的裸片側處。本文描述的源極向下半導體裸片實施例減少切換損耗，由此降低靜態損耗。圖1圖示了根據一個實施例的半導體裸片的局部截面圖。該裸片包括半導體主體100。半導體主體100可以由適于制造半導體器件的任意半導體材料制成。舉例而言，這種材料的示例包括但不限于：元素半導體材料，諸如硅(Si)或鍺(Ge)；IV族化合物半導體材料，諸如碳化硅(SiC)或鍺硅(SiGe)；二元、三元或四元III-V半導體材料，諸如氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、磷化鉀(GaP)、磷化銦(InP)、銦鎵磷(InGaP)、鋁鎵氮(AlGaN)、鋁銦氮(AlInN)、銦鎵氮(InGaN)、鋁鎵銦氮(AlGaInN)或銦鎵砷磷(InGaAsP)；以及二元或三元II-VI半導體材料，諸如碲化鎘(CdTe)和碲鎘汞(HgCdTe)。晶體管器件和感測器件二者布置在半導體主體100中。晶體管器件具有柵極102、源極104和漏極106。源極104布置在晶體管器件的漂移區域108中并且通過相反導電類型的體區域110與晶體管器件的漂移區域108隔開。晶體管器件的柵極102通過諸如SiO2之類的絕緣材料112與周圍的半導體材料隔開。晶體管器件是根據本實施例的溝槽器件，其中柵極102布置在溝槽114中。通過溝槽絕緣材料112與柵極102隔開的場板116可以布置在柵極102下方的溝槽114中。備選地，柵極102可以按照平面柵極布局形成在半導體主體100的頂側101上。在每種情況中，感測器件可操作用于感測與晶體管器件相關聯的參數，諸如晶體管器件的溫度或源極電流。在一個實施例中，感測器件是晶體管器件的縮小的更小版本，并且感測器件的對應區域在添加有撇號(’)的情況下具有與晶體管器件相同的圖參考標號。半導體裸片進一步包括在半導體主體100的第一(頂)側101處的源極焊盤130和在半導體主體100的與第一側101相對的第二(底)側103處的漏極焊盤和專用感測焊盤150。源極焊盤130電連接到晶體管器件的源極104并且漏極焊盤140電連接到晶體管器件的漏極106。感測焊盤150在裸片的底側103處與漏極焊盤140間隔開并且電連接到感測器件。在圖1所示的實施例中，晶體管器件是垂直晶體管器件。源極104布置在半導體主體100的頂側101處，而漏極106布置在半導體主體100的底側103處。源極焊盤130通過導電過孔(如圖1所示)在半導體主體100的頂側101處電連接到源極104，該導電過孔通過層間電介質層160從源極焊盤130延伸到晶體管器件的源極104。漏極焊盤140在半導體主體100的底側103處連接到晶體管器件的漏...

【技術保護點】
一種半導體裸片，包括：半導體主體；晶體管器件，布置在所述半導體主體中并且具有柵極、源極和漏極；感測器件，布置在所述半導體主體中并且可操作用于感測與所述晶體管器件相關聯的參數；源極焊盤，在所述半導體主體的第一側處并且電連接到所述晶體管器件的所述源極；漏極焊盤，在所述半導體主體的與所述第一側相對的第二側處并且電連接到所述晶體管器件的所述漏極；以及感測焊盤，在所述半導體主體的第二側處并且與所述漏極焊盤間隔開，所述感測焊盤電連接到所述感測器件。

【技術特征摘要】
2013.07.11 US 13/939,8941.一種半導體裸片，包括：
半導體主體；
晶體管器件，布置在所述半導體主體中并且具有柵極、源極和
漏極；
感測器件，布置在所述半導體主體中并且可操作用于感測與所
述晶體管器件相關聯的參數；
源極焊盤，在所述半導體主體的第一側處并且電連接到所述晶
體管器件的所述源極；
漏極焊盤，在所述半導體主體的與所述第一側相對的第二側處
并且電連接到所述晶體管器件的所述漏極；以及
感測焊盤，在所述半導體主體的第二側處并且與所述漏極焊盤
間隔開，所述感測焊盤電連接到所述感測器件。
2.根據權利要求1所述的半導體裸片，進一步包括第一導電過
孔，所述第一導電過孔從所述第一側延伸到所述半導體主體中并且
通過所述半導體主體的高摻雜區域與所述感測焊盤間隔開，其中所
述感測焊盤通過所述第一導電過孔和插入在所述第一導電過孔和所
述感測焊盤之間的所述半導體主體的高摻雜區域電連接到所述感測
器件。
3.根據權利要求2所述的半導體裸片，進一步包括至少一個附
加導電過孔，所述至少一個附加導電過孔從所述第一側延伸通過所
述半導體主體到所述第二側并與所述第一導電過孔間隔開。
4.根據權利要求3所述的半導體裸片，其中所述感測焊盤接觸
在所述半導體主體的第二側處的所述至少一個附加導電過孔。
5.根據權利要求3所述的半導體裸片，其中所述感測焊盤與在
所述半導體主體的第二側處的所述至少一個附加導電過孔絕緣。
6.根據權利要求2所述的半導體裸片，進一步包括：
絕緣層，在所述半導體主體的所述第一側上；
金屬層，在所述絕緣層上；以及
導電過孔，延伸通過所述絕緣層并將所述金屬層電連接到所述
第一導電過孔。
7.根據權利要求6所述的半導體裸片，其中所述源極焊盤連接
到所述金屬層并且所述感測器件可操作用于感測所述晶體管器件的
源極處的電流。
8.根據權利要求2所述的半導體裸片，其中所述半導體主體包
括硅并且所述第一導電過孔包括多晶硅或金屬。
9.根據權利要求1所述的半導體裸片，其中所述晶體管器件是
垂直晶體管器件，所述源極布置在所述半導體主體的第一側處，所
述漏極布置在所述半導體主體的第二側處，所述源極焊盤連接到所
述半導體主體的所述第一側處的所述源極，并且所述漏極焊盤連接
到所述半導體主體的所述第二側處的所述漏極。
10.根據權利要求1所述的半導體裸片，進一步包括附加感測
焊盤，所述附加感測焊盤在所述半導體主體的第二側處并且與另一
感測焊盤和所述漏極焊盤間隔開，所述附加感測焊盤電連接到所述
晶體管器件的所述源極。
11.根據權利要求10所述的半導體裸片，進一步包括導電過孔，
所述導電過孔從所述第一側延伸到所述半導體主體中并且通過所述
半導體主體的高摻雜區域與所述附加感測焊盤間隔開，其中所述附
加感測焊盤通過所述導電過孔和插入在所述導電過孔和所述附加感
測焊盤之間的所述半導體主體的所述高摻雜區域電連接到所述晶體
管器件的所述源極。
12.根據權利要求1所述的半導體裸片，進一步包括柵極焊盤，
所述柵極焊盤在所述半導體主體的第二側處并且與所述感測焊盤和
所述漏極焊盤間隔開，所述柵極焊盤電連接到所述晶體管器件的所
述柵極。
13.根據權利要求1所述的半導體裸片，進一步包括柵極焊盤，
所述柵極焊盤在所述半導體主體的所述第一側處并且與所述源極焊

\t盤間隔開，所述柵極焊盤電連接到所述晶體管器件的所述柵極。
14.一種制造半導體裸片的方法，所述方法包括：
在半導體主體中形成晶體管器件，所述晶體管器件具有柵極、
源極和漏極；
在所述半導體主體中形成感測器件，所述感測器件可操作用于
感測與所述晶體管器件相關聯的參數；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·奧特雷姆巴，J·赫格勞爾，G·諾鮑爾，M·珀爾齊爾，
申請(專利權)人：英飛凌科技奧地利有限公司，
類型：發明
國別省市：奧地利;AT