專(zhuān)利名稱(chēng)：功率半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
功率半導(dǎo)體器件可以由娃制成。由于娃的物理限制，使用氮化鎵(GaN)基材料的功率半導(dǎo)體器件可以被使用。GaN基材料具有比硅的能隙幾乎大三倍的能隙。此外，GaN基材料可以具有聞熱穩(wěn)定性、聞化學(xué)穩(wěn)定性、聞電子飽和速度等。因此，GaN基材料不僅可以適于光學(xué)器件也可以適于用于高頻和高輸出的電子器件。

發(fā)明內(nèi)容
各實(shí)施例涉及功率半導(dǎo)體器件及其制造方法?？梢酝ㄟ^(guò)提供一種功率半導(dǎo)體器件來(lái)實(shí)現(xiàn)各實(shí)施例，所述功率半導(dǎo)體器件包括:多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極，交替布置在外延結(jié)構(gòu)上；第一絕緣層，其在所述外延結(jié)構(gòu)之上，所述第一絕緣層包括彼此交替布置的至少一個(gè)第一區(qū)域和至少一個(gè)第二區(qū)域；多個(gè)第一通孔電極，其在所述第一絕緣層的所述第一區(qū)域上，所述多個(gè)第一通孔電極與所述多個(gè)第一電極接觸；多個(gè)第二通孔電極，其在所述第一絕緣層的所述第二區(qū)域上，所述多個(gè)第二通孔電極與所述多個(gè)第二電極接觸；至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)，其在所述第一區(qū)域上，所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第一通孔電極接觸；至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)，其在所述第二區(qū)域上，所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第二通孔電極接觸；第二絕緣層，其在所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)之上，所述第二絕緣層包括第三區(qū)域和第四區(qū)域；多個(gè)第三通孔電極，其在所述第二絕緣層的所述第三區(qū)域上，所述多個(gè)第三通孔電極與所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)接觸；多個(gè)第四通孔電極，其在所述第二絕緣層的所述第四區(qū)域上，所述多個(gè)第四通孔電極與所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)接觸；至少一個(gè)第三電極焊盤(pán)，其在所述第三區(qū)域上，所述至少一個(gè)第三電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第三通孔電極接觸；以及至少一個(gè)第四電極焊盤(pán)，其布置在所述第四區(qū)域上，所述至少一個(gè)第四電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第四通孔電極接觸。所述多個(gè)第一通孔電極和所述多個(gè)第二通孔電極的每一個(gè)可以具有第一尺寸，并且所述多個(gè)第三通孔電極和所述多個(gè)第四通孔電極的每一個(gè)可以具有第二尺寸，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。所述多個(gè)第一通孔電極和所述多個(gè)第二通孔電極的每一個(gè)可以具有第一尺寸，所述多個(gè)第三通孔電極的每一個(gè)可以具有第二尺寸，所述第二尺寸大于所述第一尺寸，并且所述多個(gè)第四通孔電極的每一個(gè)可以具有第三尺寸，所述第三尺寸大于所述第一尺寸并且不同于所述第二尺寸。所述多個(gè)第一電極的每一個(gè)可以具有從所述外延結(jié)構(gòu)的一邊到相對(duì)邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)第二電極的每一個(gè)可以具有從所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊到所述一邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)第二通孔電極的每一個(gè)可以具有在所述第二區(qū)域內(nèi)向所述一邊變寬并且與所述多個(gè)第二電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀。所述多個(gè)第一通孔電極的每一個(gè)可以具有在所述第一區(qū)域內(nèi)朝向所述相對(duì)邊變寬并且與所述多個(gè)第一電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀。所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域可以關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第一直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置。所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域可以關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第二直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置,所述第二直線(xiàn)與所述第一直線(xiàn)垂直。所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的每一個(gè)可以具有主軸，該主軸在所述第一絕緣層中與所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極的主軸交叉的方向上延伸。所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的每一個(gè)可以具有主軸，該主軸在所述第二絕緣層中與所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)的主軸交叉的方向上延伸。還通過(guò)提供一種用于功率半導(dǎo)體器件的制造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)各實(shí)施例，所述方法包括步驟:形成多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極，使得所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極交替布置在外延結(jié)構(gòu)上；在所述外延結(jié)構(gòu)上形成第一絕緣層，使得所述第一絕緣層包括彼此交替布置的至少一個(gè)第一區(qū)域和至少一個(gè)第二區(qū)域；在所述第一絕緣層的所述第一區(qū)域中形成多個(gè)第一通孔，以便暴露所述多個(gè)第一電極；在所述第一絕緣層的所述第二區(qū)域中形成多個(gè)第二通孔，以便暴露所述多個(gè)第二電極；通過(guò)在所述多個(gè)第一通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第一通孔電極；通過(guò)在所述多個(gè)第二通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第二通孔電極；形成與所述第一區(qū)域上的所述多個(gè)第一通孔電極接觸的至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)；形成與布置在所述第二區(qū)域上的所述多個(gè)第二通孔電極接觸的至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)；在所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)上形成第二絕緣層，所述第二絕緣層包括第三區(qū)域和第四區(qū)域；在所述第二絕緣層的所述第三區(qū)域中形成多個(gè)第三通孔，以便暴露所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)；在所述第二絕緣層的所述第四區(qū)域中形成多個(gè)第四通孔，以便暴露所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)；通過(guò)在所述多個(gè)第三通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第三通孔電極；通過(guò)在所述多個(gè)第四通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第四通孔電極；形成與所述第三區(qū)域上的所述多個(gè)第三通孔電極接觸的至少一個(gè)第三電極焊盤(pán)；以及形成與所述第四區(qū)域上的所述多個(gè)第四通孔電極接觸的至少一個(gè)第四電極焊盤(pán)。形成所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔的步驟可以包括形成每一個(gè)具有第一尺寸的所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔，形成所述多個(gè)第三通孔和所述多個(gè)第四通孔的步驟可以包括形成每一個(gè)具有第二尺寸的所述多個(gè)第三通孔和所述多個(gè)第四通孔，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。形成所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔的步驟可以包括形成每一個(gè)具有第一尺寸的所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔，形成所述多個(gè)第三通孔和所述多個(gè)第四通孔的步驟可以包括:形成每一個(gè)具有第二尺寸的所述多個(gè)第三通孔，所述第二尺寸大于所述第一尺寸，以及形成每一個(gè)具有第三尺寸的所述多個(gè)第四通孔，所述第三尺寸大于所述第一尺寸并且不同于所述第二尺寸。形成所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極的步驟可以包括:形成所述多個(gè)第一電極，使得所述多個(gè)第一電極的每一個(gè)具有從所述外延結(jié)構(gòu)的一邊到相對(duì)邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)，形成所述多個(gè)第二電極，使得所述多個(gè)第二電極的每一個(gè)具有從所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊到所述一邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)。形成所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔的步驟可以包括:形成所述多個(gè)第一通孔，使得所述多個(gè)第一通孔的每一個(gè)具有在從所述外延結(jié)構(gòu)的所述一邊到所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊的方向上變寬并且與所述多個(gè)第一電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀，以及形成所述多個(gè)第二通孔，使得所述多個(gè)第二通孔的每一個(gè)具有在從所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊到所述外延結(jié)構(gòu)的所述一邊的方向上變寬并且與所述多個(gè)第二電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀。所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域可以關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第一直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置。所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域可以關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第二直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置,所述第二直線(xiàn)與所述第一直線(xiàn)垂直。所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的每一個(gè)可以具有主軸，該主軸在所述第一絕緣層中與所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極的主軸交叉的方向上延伸。所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的每一個(gè)可以具有主軸，該主軸在所述第二絕緣層中與所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)的主軸交叉的方向上延伸。


通過(guò)參照附圖來(lái)詳細(xì)描述示例實(shí)施例，本發(fā)明的特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，其中:圖1至圖9示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件的制造方法中的各階段的示圖；圖10示出了圖9所示的功率半導(dǎo)體器件的沿A-A’線(xiàn)的截面圖；圖11示出了圖9所示的功率半導(dǎo)體器件的沿B-B’線(xiàn)的截面圖；圖12至圖14示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件的制造方法中的各階段的示圖；圖15示出了圖14所示的功率半導(dǎo)體器件的沿C-C’線(xiàn)的截面圖；圖16示出了圖14所示的功率半導(dǎo)體器件的沿D-D’線(xiàn)的截面圖；圖17至圖37示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件的制造方法中的各階段的示圖；以及圖38示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件的平面圖。
具體實(shí)施方式
在下文中將參照附圖來(lái)更全面地描述示例實(shí)施例；然而，它們可以按不同形式實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于本文中闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)是徹底和完整的，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)了示例性的實(shí)現(xiàn)。在附圖中，為了說(shuō)明的清楚，層和區(qū)域的尺寸可能被夸大。應(yīng)理解，當(dāng)一個(gè)層或元件被稱(chēng)為在另一層或襯底上時(shí)，其可以直接在另一層或襯底上，或者也可以存在中間層。此夕卜，應(yīng)理解，當(dāng)一個(gè)層被稱(chēng)為在兩個(gè)層之間時(shí)，其可以是在該兩個(gè)層之間的唯一層，或者可以存在一個(gè)或更多的中間層。相同的附圖標(biāo)記始終指的是相同的元件。下面要使用的術(shù)語(yǔ)是基于其在實(shí)施例中的功能而定義的，并且其可以根據(jù)用戶(hù)、用戶(hù)的目的或?qū)嵺`而變化。因此，應(yīng)基于整個(gè)說(shuō)明書(shū)來(lái)確定術(shù)語(yǔ)的定義。圖1至圖9示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件的制造方法中的各階段。例如，圖1至圖9示出了用于實(shí)現(xiàn)多層電極焊盤(pán)的處理。功率半導(dǎo)體器件例如可以是肖特基二極管、半導(dǎo)體晶體管器件等。參照?qǐng)D1，首先，制造方法可以包括在外延結(jié)構(gòu)110上形成多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112。雖然圖1中沒(méi)有詳細(xì)示出，但是外延結(jié)構(gòu)110可以包括在基襯底(例如，硅(Si)襯底、碳化硅(SiC)襯底、氮化鋁(AlN)襯底、氮化鎵(GaN)襯底或藍(lán)寶石襯底)上的至少一個(gè)
氮基半導(dǎo)體層。多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112可以在外延結(jié)構(gòu)110上。在一種實(shí)現(xiàn)中，多個(gè)第一電極111可以是陽(yáng)極而多個(gè)第二電極112可以是陰極。多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112可以交替布置，并且可以按彼此相隔預(yù)定距離的方式布置?？梢岳缤ㄟ^(guò)在外延結(jié)構(gòu)110上氣相淀積用于形成電極的金屬材料并執(zhí)行圖案化來(lái)形成多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112。如圖1所示，多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112的結(jié)構(gòu)可以是具有第一長(zhǎng)度的手指結(jié)構(gòu)。在多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112交替布置的狀態(tài)下，當(dāng)鄰接的長(zhǎng)度(例如，第一長(zhǎng)度)增加時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)更大的電流。然而，當(dāng)?shù)谝婚L(zhǎng)度增加時(shí)，器件尺寸會(huì)需要增加，并且在多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112之間會(huì)產(chǎn)生電阻。因此，會(huì)很難實(shí)現(xiàn)等電位(equipotential)和等電流(equicurrent)狀態(tài)以及高耐受電壓。于是，本發(fā)明的實(shí)施例將通過(guò)在多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112上形成多層電極焊盤(pán)來(lái)提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)等電位和等電流狀態(tài)以及高耐受電壓的功率半導(dǎo)體器件。參照?qǐng)D2，制造方法可以包括(通過(guò)在外延結(jié)構(gòu)110上氣相淀積絕緣材料)形成第一絕緣層120以覆蓋多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112。參照?qǐng)D3，制造方法可以包括在第一絕緣層120中形成多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2。在形成第一絕緣層120之后，第一絕緣層120的上部可以被分割成至少交替一次的第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2。參照?qǐng)D3，第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2可以關(guān)于經(jīng)過(guò)外延結(jié)構(gòu)110的中心的第一直線(xiàn)L1彼此對(duì)稱(chēng)地布置。第一區(qū)域R1可以是要形成第一電極焊盤(pán)的區(qū)域。第二區(qū)域R2可以是要形成第二電極焊盤(pán)的區(qū)域。例如，第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2可以根據(jù)其中要形成第一電極焊盤(pán)和第二電極焊盤(pán)的區(qū)域來(lái)定義。此外，如圖3所示，第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2可以在實(shí)施中交替一次或至少兩次。多個(gè)第一通孔H1可以形成在第一絕緣層120的第一區(qū)域R1中，以便暴露多個(gè)第一電極111。多個(gè)第二通孔H2可以形成在第一絕緣層120的第二區(qū)域R2中，以便暴露多個(gè)第二電極112。可以通過(guò)選擇性刻蝕第一絕緣層120來(lái)形成多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2。多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2的每一個(gè)可以具有第一尺寸，例如第一寬度、第一長(zhǎng)度、第一面積等。第一尺寸可以包括與多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112的每一個(gè)的寬度相比較小的寬度。此外，可以按正方形或矩形形狀設(shè)置多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112。參照?qǐng)D4，制造方法可以包括通過(guò)在多個(gè)第一通孔H1中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第一通孔電極131，以及通過(guò)在多個(gè)第二通孔H2中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第二通孔電極132。例如，多個(gè)第一通孔電極131可以在第一絕緣層120的第一區(qū)域R1中，并且可以與多個(gè)第一電極111接觸。多個(gè)第二通孔電極132可以在第一絕緣層120的第二區(qū)域R2中，并且可以與多個(gè)第二電極112接觸。參照?qǐng)D5，制造方法可以包括在第一絕緣層120的第一區(qū)域R1上形成第一電極焊盤(pán)141以及在第一絕緣層120的第二區(qū)域R2上形成第二電極焊盤(pán)142。作為此操作的結(jié)果，第一電極焊盤(pán)141可以與暴露在第一區(qū)域R1上的多個(gè)第一通孔電極131接觸，并且第二電極焊盤(pán)142可以與暴露在第二區(qū)域R2上的多個(gè)第二通孔電極132接觸。多個(gè)第一通孔電極131可以用 作用于將多個(gè)第一電極111與第一電極焊盤(pán)141電連接的線(xiàn)路。多個(gè)第二通孔電極132可以用作用于將多個(gè)第二電極112與第二電極焊盤(pán)142電連接的線(xiàn)路。參照?qǐng)D6，制造方法可以包括通過(guò)氣相淀積絕緣材料來(lái)形成第二絕緣層150以覆蓋第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142。參照?qǐng)D7，制造方法可以包括在第二絕緣層150中形成多個(gè)第三通孔H3和多個(gè)第四通孔H4。例如，在形成第二絕緣層150之后，第二絕緣層150可以被分割成第三區(qū)域R3和第四區(qū)域R4，其至少交替一次，即存在至少一個(gè)第三區(qū)域R3和至少一個(gè)第四區(qū)域R4。例如，參照?qǐng)D7，第三區(qū)域R3和第四區(qū)域&可以關(guān)于經(jīng)過(guò)外延結(jié)構(gòu)110的中心的第一直線(xiàn)L1彼此對(duì)稱(chēng)地布置。例如，第三區(qū)域R3可以對(duì)應(yīng)于第一區(qū)域R1,而第四區(qū)域R4可以對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域R2O第三區(qū)域R3可以是要形成第三電極焊盤(pán)的區(qū)域。第四區(qū)域R4可以是要形成第四電極焊盤(pán)的區(qū)域。例如，第三區(qū)域R3和第四區(qū)域R4可以根據(jù)其中要形成第三電極焊盤(pán)和第四電極焊盤(pán)的區(qū)域來(lái)定義。多個(gè)第三通孔H3可以形成在第二絕緣層150的第三區(qū)域R3中，以便暴露第一電極焊盤(pán)141的至少一部分。多個(gè)第四通孔H4可以形成在第二絕緣層150的第四區(qū)域R4中，以便暴露第二電極焊盤(pán)142的至少一部分。多個(gè)第三通孔H3和多個(gè)第四通孔仏可以具有第二尺寸，例如第二寬度、第二長(zhǎng)度、第二面積等，第二尺寸比多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔氏的第一尺寸更大。在實(shí)施中，多個(gè)第三通孔H3和多個(gè)第四通孔H4可以被設(shè)置為或具有正方形或矩形形狀。
在實(shí)施中，多個(gè)第三通孔成可以具有比多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔4的第一尺寸更大的第二尺寸，并且多個(gè)第四通孔H4可以具有第三尺寸，例如第三寬度、第三長(zhǎng)度、第三面積等，第三尺寸大于第一尺寸并且不同于第二尺寸。例如，第三尺寸可以大于或小于第二尺寸。參照?qǐng)D8，制造方法可以包括通過(guò)在多個(gè)第三通孔H3中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第三通孔電極161，以及通過(guò)在多個(gè)第四通孔H4中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第四通孔電極162。例如，多個(gè)第三通孔電極161可以形成在第二絕緣層150的第三區(qū)域R3中，并且可以與第一電極焊盤(pán)141接觸。多個(gè)第四通孔電極162可以形成在第二絕緣層150的第四區(qū)域R4中，并且可以與第二電極焊盤(pán)142接觸。參照?qǐng)D9，制造方法可以包括在第二絕緣層150的第三區(qū)域R3上形成第三電極焊盤(pán)171以及在第二絕緣層150的第四區(qū)域R4上形成第四電極焊盤(pán)172。作為此操作的結(jié)果，第三電極焊盤(pán)171可以與暴露在第三區(qū)域R3上的多個(gè)第三通孔電極161接觸，并且第四電極焊盤(pán)172可以與暴露在第四區(qū)域R4上的多個(gè)第四通孔電極162接觸。多個(gè)第三通孔電極161可以用作用于將第一電極焊盤(pán)141與第三電極焊盤(pán)171電連接的線(xiàn)路。多個(gè)第四通孔電極162可以用作用于將第二電極焊盤(pán)142與第四電極焊盤(pán)172電連接的線(xiàn)路。參照?qǐng)D9，功率半導(dǎo)體器件可以具有多層結(jié)構(gòu)。例如，第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142可以分別布置在多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112上，并且布置在第一絕緣層120的同一平面上，例如，第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142可以具有面對(duì)第一絕緣層120并與第一絕緣層120共用一個(gè)平面的一側(cè)，從而構(gòu)成第一層電極焊盤(pán)。第三電極焊盤(pán)171和第四電極焊盤(pán)172可以分別布置在第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142上，并且可以布置在第二絕緣層150的同一平面上，例如，第三電極焊盤(pán)171和第四電極焊盤(pán)172可以具有面對(duì)第二絕緣層150并與第二絕緣層150共用一個(gè)平面的一側(cè)，從而構(gòu)成第二層電極焊盤(pán)。圖10示出了圖9所示的功率半導(dǎo)體器件的沿A-A’線(xiàn)的截面圖。圖11示出了圖9所示的功率半導(dǎo)體器件的沿B-B’線(xiàn)的截面圖。將參照?qǐng)D10和圖11來(lái)詳細(xì)描述功率半導(dǎo)體器件的電極結(jié)構(gòu)。例如，圖10示出了圖9所示的功率半導(dǎo)體器件的第三區(qū)域R3的沿A-A’線(xiàn)的截面圖。圖10示出了多個(gè)第一電極111、第一電極焊盤(pán)141和第三電極焊盤(pán)171的電連接結(jié)構(gòu)。如圖10所示，多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112可以交替布置在外延結(jié)構(gòu)110上。第一絕緣層120可以在多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112之上。第一絕緣層120可以包括或包圍與多個(gè)第一電極111接觸的多個(gè)第一通孔電極131。多個(gè)第一通孔電極131可以具有第一尺寸。第一電極焊盤(pán)141可以在第一絕緣層120之上，并且可以與穿過(guò)第一絕緣層120而暴露的多個(gè)第一通孔電極131接觸。例如，多個(gè)第一通孔電極131可以用作用于將多個(gè)第一電極111和第一電極焊盤(pán)141電連接的線(xiàn)路。第二絕緣層150可以在第一電極焊盤(pán)141之上，并且可以包括或包圍與第一電極焊盤(pán)141接觸的多個(gè)第三通孔電極161。多個(gè)第三通孔電極161可以具有比第一尺寸更大的第二尺寸。
第三電極焊盤(pán)171可以在第二絕緣層150之上，并且可以與穿過(guò)第二絕緣層150而暴露的多個(gè)第三通孔電極161接觸。例如，多個(gè)第三通孔電極161可以用作用于將第一電極焊盤(pán)141和第三電極焊盤(pán)171電連接的線(xiàn)路。圖11示出了圖9所示的功率半導(dǎo)體器件的第四區(qū)域R4的沿B-B’線(xiàn)的截面圖。圖11示出了多個(gè)第二電極112、第二電極焊盤(pán)142和第四電極焊盤(pán)172的電連接結(jié)構(gòu)。多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112可以交替布置在外延結(jié)構(gòu)110上。第一絕緣層120可以在多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112之上，并且可以包括或包圍與多個(gè)第二電極112接觸的多個(gè)第二通孔電極132。多個(gè)第二通孔電極132可以具有第一尺寸。第二電極焊盤(pán)142可以在第一絕緣層120之上，并且可以與穿過(guò)第一絕緣層120而暴露的多個(gè)第二通孔電極132接觸。例如，多個(gè)第二通孔電極132可以用作用于將多個(gè)第二電極112和第二電極焊盤(pán)142電連接的線(xiàn)路。第二絕緣層150可以在第二電極焊盤(pán)142之上，并且可以包括或包圍與第二電極焊盤(pán)142接觸的多個(gè)第四通孔電極162。多個(gè)第四通孔電極162可以具有比第一尺寸更大的第二尺寸，或者可以具有大于第一尺寸且不同于第二尺寸的第三尺寸。第四電極焊盤(pán)172可以在第二絕緣層150之上，并且可以與穿過(guò)第二絕緣層150而暴露的多個(gè)第四通孔電極162接觸。例如，多個(gè)第四通孔電極162可以用作用于將第二電極焊盤(pán)142和第四電極焊盤(pán)172電連接的線(xiàn)路。如圖10和圖11所示，第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142可以在同一平面上，例如，在第一絕緣層120上，從而構(gòu)成第一層電極焊盤(pán)。第三電極焊盤(pán)171和第四電極焊盤(pán)172可以在同一平面上，例如第二絕緣層150上，從而構(gòu)成第二層電極焊盤(pán)。如上所述，功率半導(dǎo)體器件的電極焊盤(pán)可以配置成具有多層結(jié)構(gòu)。因此，遍布功率半導(dǎo)體器件的整個(gè)表面可以實(shí)現(xiàn)等電位和等電流狀態(tài)，而與功率半導(dǎo)體器件的尺寸無(wú)關(guān)。此外，在功率半導(dǎo)體器件的操作期間可以減小感應(yīng)的電阻。而且，可以實(shí)現(xiàn)高電流和高耐受電壓。例如，當(dāng)通孔電極減小在朝上部的方向上的尺寸時(shí)，可以使電流散布的電阻最小化。此外，當(dāng)在多個(gè)第一電極111與多個(gè)第二電極112之間的電阻減小時(shí)，多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112的尺寸(例如，寬度)可以減小。因此，多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112的集成度可以提高。圖12至圖14示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于功率半導(dǎo)體器件的制造方法中的各階段。根據(jù)圖1至圖6所示的工藝，第二絕緣層150可以形成在外延結(jié)構(gòu)110之上。然而，根據(jù)本實(shí)施例，第三區(qū)域R3’和第四區(qū)域R4’可以按不同于圖7所示的方式被定義在第二絕緣層150上。在圖7中，第三區(qū)域R3被定義為對(duì)應(yīng)于第一區(qū)域R1并且第四區(qū)域R4被定義為對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域R2。然而，在本實(shí)施例中，在絕緣層150上第三區(qū)域R3’和第四區(qū)域R4’可以被定義為跨越第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2。例如，第三區(qū)域R3’和第四區(qū)域R4’可以關(guān)于經(jīng)過(guò)外延結(jié)構(gòu)110的中心的并且與第一直線(xiàn)L1垂直的第二直線(xiàn)L2彼此對(duì)稱(chēng)地布置。參考圖12，制造方法可以包括在第二絕緣層150上形成多個(gè)第三通孔H3’和多個(gè)第四通孔H/。例如，多個(gè)第三通孔H3’可以形成在第二絕緣層150的第三區(qū)域R3’中，以便暴露第一電極焊盤(pán)141的至少一部分。多個(gè)第四通孔H/可以形成在第二絕緣層150的第四區(qū)域R/中，以便暴露第二電極焊盤(pán)142的至少一部分。多個(gè)第三通孔H3’和多個(gè)第四通孔H4’可以具有比多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2的第一尺寸更大的第二尺寸，并且可以被設(shè)置為或具有正方形或矩形形狀。參照?qǐng)D13，制造方法可以包括通過(guò)在多個(gè)第三通孔H3’中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第三通孔電極181，以及通過(guò)在多個(gè)第四通孔H4’中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第四通孔電極182。多個(gè)第三通孔電極181可以在第二絕緣層150的第三區(qū)域R3’中，并且可以與第一電極焊盤(pán)141接觸。多個(gè)第四通孔電極182可以在第二絕緣層150的第四區(qū)域R4’中，并且可以與第二電極焊盤(pán)142接觸。例如，多個(gè)第三通孔電極181可以在第三區(qū)域R3’(穿過(guò)第一區(qū)域R1)中，并且可以與第一電極焊盤(pán)141接觸。多個(gè)第四通孔電極182可以在第四區(qū)域R/ (穿過(guò)第二區(qū)域R2)中，并且可以與第二電極焊盤(pán)142接觸。參照?qǐng)D14，制造方法可以包括在第二絕緣層150的第三區(qū)域R3’上形成第三電極焊盤(pán)191，以及在第二絕緣層150的第四區(qū)域R4’上形成第四電極焊盤(pán)192。作為此操作的結(jié)果，第三電極焊盤(pán)191可以與多個(gè)第三通孔電極181(暴露在第二絕緣層150的第三區(qū)域R3'上)接觸，并且第四電極焊盤(pán)192可以與多個(gè)第四通孔電極182 (暴露在第二絕緣層150的第四區(qū)域R4’上)接觸。參照?qǐng)D14，在功率半導(dǎo)體器件中，第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142可以分別在多個(gè)第一電極111和多個(gè)第二電極112之上，并且可以在第一絕緣層120的同一平面上，即，第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142可以具有面對(duì)第一絕緣層120并與第一絕緣層120共用一個(gè)平面的一側(cè)，從而構(gòu)成第一層電極焊盤(pán)。此外，第三電極焊盤(pán)191和第四電極焊盤(pán)192可以分別在第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142之上，并且可以在第二絕緣層150的同一平面上，即，第三電極焊盤(pán)191和第四電極焊盤(pán)192可以具有面對(duì)第二絕緣層150并與第二絕緣層150共用一個(gè)平面的一側(cè)，從而構(gòu)成第二層電極焊盤(pán)。圖15示出了圖14所示的功率半導(dǎo)體器件的沿C-C’線(xiàn)的截面圖。圖16示出了圖14所示的功率半導(dǎo)體器件的沿D-D’線(xiàn)的截面圖。將參照?qǐng)D15和圖16來(lái)詳細(xì)描述功率半導(dǎo)體器件的電極結(jié)構(gòu)。圖15示出了圖14所示的功率半導(dǎo)體器件的第三區(qū)域R3’的沿C-C’線(xiàn)的截面圖。圖15示出了多個(gè)第一電極111、第一電極焊盤(pán)141和第三電極焊盤(pán)191的電連接結(jié)構(gòu)。多個(gè)第一電極111可以在外延結(jié)構(gòu)110上。第一絕緣層120可以在多個(gè)第一電極111之上。第一絕緣層120可以被分割成第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2,并且可以包括或包圍與第一區(qū)域R1中的多個(gè)第一電極111接觸的多個(gè)第一通孔電極131。第一電極焊盤(pán)141可以布置在第一絕緣層120的第一區(qū)域R1上，并且可以與穿過(guò)第一絕緣層120而暴露的多個(gè)第一通孔電極131接觸。例如，多個(gè)第一通孔電極131可以用作用于將多個(gè)第一電極111和第一電極焊盤(pán)141電連接的線(xiàn)路。第二電極焊盤(pán)142可以在第一絕緣層120的第二區(qū)域R2上。然而，與第一電極焊盤(pán)141的情況不同，第二區(qū)域R2可以不包括多個(gè)第一通孔電極131。因此，第二電極焊盤(pán)142可以通過(guò)第一絕緣層120與多個(gè)第一電極111電絕緣。
第二絕緣層150可以在第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142之上。第二絕緣層150可以包括或包圍在第三區(qū)域R3’的一部分(例如，與第一區(qū)域R1重疊的部分)中的多個(gè)第三通孔電極181。因此，多個(gè)第三通孔電極181可以與第一電極焊盤(pán)141接觸。第三電極焊盤(pán)191可以在第二絕緣層150之上，并且可以與穿過(guò)第二絕緣層150而暴露的多個(gè)第三通孔電極181接觸。多個(gè)第三通孔電極181可以用作用于將第一電極焊盤(pán)141和第三電極焊盤(pán)191電連接的線(xiàn)路。圖16示出了圖14所示的功率半導(dǎo)體器件的第四區(qū)域R4’的沿D-D’線(xiàn)的截面圖。圖16示出了多個(gè)第二電極112、第二電極焊盤(pán)142和第四電極焊盤(pán)192的電連接結(jié)構(gòu)。多個(gè)第二電極112在外延結(jié)構(gòu)110上。第一絕緣層120可以在多個(gè)第二電極112之上。第一絕緣層120可以被分割成R1和第二區(qū)域R2。第二區(qū)域R2可以包括與多個(gè)第二電極112接觸的多個(gè)第二通孔電極132。第一電極焊盤(pán)141可以在第一絕緣層120的第一區(qū)域R1上，并且可以與多個(gè)第二電極112電絕緣。第二電極焊盤(pán)142可以與穿過(guò)第一絕緣層120而暴露的多個(gè)第二通孔電極132接觸。例如，多個(gè)第二通孔電極132可以用作用于將多個(gè)第二電極112和第二電極焊盤(pán)142電連接的線(xiàn)路。第二絕緣層150可以在第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142之上。第二絕緣層150可以包括或包圍在第四區(qū)域R/的一部分(例如，與第二區(qū)域R2重疊的部分)中的多個(gè)第四通孔電極182。因此，多個(gè)第四通孔電極182可以與第二電極焊盤(pán)142接觸。第四電極焊盤(pán)192可以在第二絕緣層150之上，并且可以與穿過(guò)第二絕緣層150而暴露的多個(gè)第四通孔電極182接觸。多個(gè)第四通孔電極182可以用作用于將第二電極焊盤(pán)142和第四電極焊盤(pán)192電連接的線(xiàn)路。在圖15和圖16中，第一電極焊盤(pán)141和第二電極焊盤(pán)142可以在同一平面上，從而構(gòu)成第一層電極焊盤(pán)。第三電極焊盤(pán)191和第四電極焊盤(pán)192可以在同一平面上，從而構(gòu)成第二層電極焊盤(pán)。圖17至圖37示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件的制造方法中的各階段的示圖。首先，根據(jù)圖1和圖2所示的相同工藝可以在外延結(jié)構(gòu)210上形成多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212。然后，第一絕緣層220可以被形成以覆蓋多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212。圖17至圖19示出了在第一絕緣層220上形成多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2的工藝中的階段。參照?qǐng)D17，制造方法可以包括在第一絕緣層220上或在第一絕緣層220中形成多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2。第一絕緣層220可以被分割為第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2，其彼此交替例如四次而布置。例如，四個(gè)第一區(qū)域&和四個(gè)第二區(qū)域民可以交替布置在第一絕緣層220中。第一區(qū)域R1是要形成第一電極焊盤(pán)的區(qū)域，而第二區(qū)域R2是要形成第二電極焊盤(pán)的區(qū)域。在第一絕緣層220上，可以在跨越多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212的方向上定義第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2。
多個(gè)第一通孔H1形成在第一絕緣層220的第一區(qū)域R1中，以便暴露多個(gè)第一電極211的至少一部分。多個(gè)第二通孔H2形成在第一絕緣層220的第二區(qū)域R2中，以便暴露多個(gè)第二電極212的至少一部分。多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2可以具有第一尺寸。圖18示出了圖17所示的功率半導(dǎo)體器件的第一區(qū)域R1中的一個(gè)的沿E-E’線(xiàn)的截面圖。多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212可以交替布置在外延結(jié)構(gòu)210上。第一絕緣層220可以布置在多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212之上，并且可以包括穿過(guò)其中的多個(gè)第一通孔故。多個(gè)第一通孔H1可以暴露第一區(qū)域R1中的多個(gè)第一電極211的至少一部分。圖19示出了圖17所示的功率半導(dǎo)體器件的第二區(qū)域R2中的一個(gè)的沿F-F’線(xiàn)的截面圖。 多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212可以交替布置在外延結(jié)構(gòu)210上。第一絕緣層220可以在多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212之上，并且可以包括穿過(guò)其中的多個(gè)第二通孔H2。多個(gè)第二通孔H2可以暴露第二區(qū)域R2中的多個(gè)第二電極212的至少一部分。圖20至圖22示出了形成多個(gè)通孔電極231和多個(gè)通孔電極232的工藝中的階段。參照?qǐng)D20，制造方法可以包括通過(guò)在多個(gè)第一通孔H1中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第一通孔電極231，以及通過(guò)在多個(gè)第二通孔H2中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第二通孔電極232。例如，多個(gè)第一通孔電極231可以形成在第一絕緣層220的第一區(qū)域R1中，并且可以與多個(gè)第一電極211接觸。多個(gè)第二通孔電極232可以形成在第一絕緣層220的第二區(qū)域R2中，并且可以與多個(gè)第二電極212接觸。圖21示出了圖20所示的功率半導(dǎo)體器件的第一區(qū)域R1中的一個(gè)的沿G-G’線(xiàn)的截面圖。第一絕緣層220可以包括或包圍布置在第一區(qū)域R1中的多個(gè)第一通孔電極231。多個(gè)第一通孔電極231可以與在第一區(qū)域R1中的多個(gè)第一電極211接觸。圖22示出了圖20所示的功率半導(dǎo)體器件的第二區(qū)域R2中的一個(gè)的沿H-H’線(xiàn)的截面圖。第一絕緣層220可以包括或包圍在第二區(qū)域R2中的多個(gè)第二通孔電極232。多個(gè)第二通孔電極232可以與在第二區(qū)域R2中的多個(gè)第二電極212接觸。圖23至圖25示出了形成第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242的工藝中的階段。
參照?qǐng)D23，制造方法可以包括在第一絕緣層220的第一區(qū)域R1上形成第一電極焊盤(pán)241以及在第一絕緣層220的第二區(qū)域R2上形成第二電極焊盤(pán)242。作為此操作的結(jié)果，第一電極焊盤(pán)241可以與暴露在第一區(qū)域R1上的多個(gè)第一通孔電極231接觸，并且第二電極焊盤(pán)242可以與暴露在第二區(qū)域R2上的多個(gè)第二通孔電極232接觸。第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242可以在第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2(在第一絕緣層220上交替四次)之上。例如，第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242可以與第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2的位置相對(duì)應(yīng)地交替。圖24示出了圖23所示的功率半導(dǎo)體器件的第一區(qū)域R1中的一個(gè)的沿Ι_Γ線(xiàn)的截面圖。
第一電極焊盤(pán)241可以形成在第一絕緣層220的第一區(qū)域R1上，并且可以與穿過(guò)第一絕緣層220而暴露的多個(gè)第一通孔電極231接觸。多個(gè)第一通孔電極231可以用作用于將多個(gè)第一電極211與第一電極焊盤(pán)241電連接的線(xiàn)路。圖25示出了圖23所示的功率半導(dǎo)體器件的第二區(qū)域R2中的一個(gè)的沿J-J’線(xiàn)的截面圖。第二電極焊盤(pán)242可以形成在第一絕緣層220的第二區(qū)域R2上，并且可以與多個(gè)第二通孔電極232接觸。多個(gè)第二通孔電極232可以用作用于將多個(gè)第二電極212與第二電極焊盤(pán)242電連接的線(xiàn)路。圖26至圖28示出了形成第二絕緣層250的工藝中的階段。參照?qǐng)D26，制造方法可以包括通過(guò)例如氣相淀積絕緣材料來(lái)形成第二絕緣層250以覆蓋第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242。此外，在形成第二絕緣層250之后，第二絕緣層250的上部可以被分割成第三區(qū)域R3和第四區(qū)域R4。第三區(qū)域R3和第四區(qū)域R4可以關(guān)于經(jīng)過(guò)外延結(jié)構(gòu)210的中心并且與第一直線(xiàn)L1垂直的第二直線(xiàn)L2彼此對(duì)稱(chēng)地布置。第三區(qū)域R3可以是要形成第三電極焊盤(pán)的區(qū)域。第四區(qū)域R4可以是要形成第四電極焊盤(pán)的區(qū)域。在圖26中，第三區(qū)域R3可以在部分覆蓋第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2的同時(shí)跨越第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2。第四區(qū)域R4可以在部分覆蓋第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2的同時(shí)跨越第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2。此外，第三區(qū)域R3和第四區(qū)域R4可以被定義在第二絕緣層250上跨越第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242的方向上。圖27示出了圖26所示的功率半導(dǎo)體器件的第一區(qū)域R1中的一個(gè)的沿K-K’線(xiàn)的截面圖。圖28示出了圖26所示的功率半導(dǎo)體器件的第二區(qū)域R2中的一個(gè)的沿L-L’線(xiàn)的截面圖。第二絕緣層250可以布置在第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242上以全部覆蓋第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242。圖29至圖31示出了形成多個(gè)第三通孔H3和多個(gè)第四通孔H4的工藝中的階段。參照?qǐng)D29，制造方法可以包括在第二絕緣層250上或在第二絕緣層250中形成多個(gè)第三通孔H3和多個(gè)第四通孔H4。例如，多個(gè)第三通孔H3可以形成在第二絕緣層250的第三區(qū)域R3中，以便暴露第一電極焊盤(pán)241的至少一部分。而且，多個(gè)第四通孔H4可以形成在第二絕緣層250的第四區(qū)域R4中，以便暴露第二電極焊盤(pán)242的至少一部分。多個(gè)第三通孔H3和多個(gè)第四通孔H4可以具有比多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2的第一尺寸更大的第二尺寸。在實(shí)施中，多個(gè)第三通孔H3可以具有比多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2的第一尺寸更大的第二尺寸，并且多個(gè)第四通孔H4可以具有第三尺寸。在此情況下，第三尺寸可以大于第一尺寸，并且大于或小于第二尺寸，即不同于第二尺寸。圖30示出了圖29所示的功率半導(dǎo)體器件的第三區(qū)域R3的沿M-M’線(xiàn)的截面圖。在第二絕緣層250的第三區(qū)域R3中，第一電極焊盤(pán)241的至少一部分可以通過(guò)多個(gè)第三通孔H3而暴露。然而，在第三區(qū)域R3中，第二電極焊盤(pán)242可以通過(guò)被第二絕緣層250覆蓋而與外界絕緣。圖31示出了圖29所示的功率半導(dǎo)體器件的第四區(qū)域R4的沿N_N’線(xiàn)的截面圖。
在第二絕緣層250的第四區(qū)域R4中，第二電極焊盤(pán)242的至少一部分可以通過(guò)多個(gè)第四通孔H4而暴露。然而，在第四區(qū)域R4中，第一電極焊盤(pán)241可以通過(guò)被第二絕緣層250覆蓋而與外界絕緣。圖32至圖34示出了形成多個(gè)第三通孔電極261和多個(gè)第四通孔電極262的工藝中的階段。參照?qǐng)D32，制造方法可以包括通過(guò)在多個(gè)第三通孔H3中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第三通孔電極261，以及通過(guò)在多個(gè)第四通孔H4中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第四通孔電極262。例如，多個(gè)第三通孔電極261可以形成在第二絕緣層250的第三區(qū)域R3中，并且可以與第一電極焊盤(pán)241接觸。多個(gè)第四通孔電極262可以形成在第二絕緣層250的第四區(qū)域R4中，并且可以與第二電極焊盤(pán)242接觸。圖33示出了圖32所示的功率半導(dǎo)體器件的第三區(qū)域R3的沿0_0’線(xiàn)的截面圖。多個(gè)第三通孔電極261可以形成在第二絕緣層250的第三區(qū)域R3中，并且可以與第一電極焊盤(pán)241接觸。而且，多個(gè)第三通孔電極261可以穿過(guò)第二絕緣層250而暴露。圖34示出了圖32所示的功率半導(dǎo)體器件的第四區(qū)域R4的沿P_P’線(xiàn)的截面圖。多個(gè)第四通孔電極262可以形成在第二絕緣層250的第四區(qū)域R4中，并且可以與第二電極焊盤(pán)242接觸。而且，多個(gè)第四通孔電極262可以穿過(guò)第二絕緣層250而暴露。圖35至圖37示出了形成第三電極焊盤(pán)271和第四電極焊盤(pán)272的工藝中的階段。參照?qǐng)D35，制造方法可以包括在第二絕緣層250的第三區(qū)域R3上形成第三電極焊盤(pán)271，以及在第二絕緣層250的第四區(qū)域R4上形成第四電極焊盤(pán)272。作為此操作的結(jié)果，第三電極焊盤(pán)271可以與暴露在第二絕緣層250的第三區(qū)域R3上的多個(gè)第三通孔電極261接觸，并且第四電極焊盤(pán)272可以與暴露在第二絕緣層250的第四區(qū)域R4上的多個(gè)第四通孔電極262接觸。多個(gè)第三通孔電極261可以用作用于將第一電極焊盤(pán)241與第三電極焊盤(pán)271電連接的線(xiàn)路。多個(gè)第四通孔電極262可以用作用于將第二電極焊盤(pán)242與第四電極焊盤(pán)272電連接的線(xiàn)路。參照?qǐng)D35，功率半導(dǎo)體器件可以具有多層電極結(jié)構(gòu)。例如，第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242可以分別在多個(gè)第一電極211和多個(gè)第二電極212上，并且可以在第一絕緣層220的同一平面上，即，第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242可以具有面對(duì)第一絕緣層220并與第一絕緣層220共用一個(gè)平面的一側(cè)，從而構(gòu)成第一層電極焊盤(pán)。此外，第三電極焊盤(pán)271和第四電極焊盤(pán)272可以分別在第一電極焊盤(pán)241和第二電極焊盤(pán)242上，并且可以在第二絕緣層250的同一平面上，即，第三電極焊盤(pán)271和第四電極焊盤(pán)272可以具有面對(duì)第二絕緣層250并與第二絕緣層250共用一個(gè)平面的一側(cè)，從而構(gòu)成第二層電極焊盤(pán)。圖36示出了圖35所示的功率半導(dǎo)體器件的第三區(qū)域R3的沿Q-Q’線(xiàn)的截面圖。第三電極焊盤(pán)271可以形成在第二絕緣層250上，并且可以與穿過(guò)第二絕緣層250而暴露的多個(gè)第三通孔電極261接觸。多個(gè)第三通孔電極261可以用作用于將第一電極焊盤(pán)241與第三電極焊盤(pán)271電連接的線(xiàn)路。圖37示出了圖35所示的功率半導(dǎo)體器件的第四區(qū)域R4的沿R-R’線(xiàn)的截面圖。第四電極焊盤(pán)272可以形成在第二絕緣層250上，并且可以與穿過(guò)第二絕緣層250而暴露的多個(gè)第四通孔電極262接觸。多個(gè)第四通孔電極262可以用作用于將第二電極焊盤(pán)242與第四電極焊盤(pán)272電連接的線(xiàn)路。圖38示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件的平面圖。參照?qǐng)D38，功率半導(dǎo)體器件可以包括被提供有或具有錐形結(jié)構(gòu)的多個(gè)第一電極311和多個(gè)第二電極312。此外，功率半導(dǎo)體器件可以還包括在多個(gè)第一電極311和多個(gè)第二電極312之上的第一絕緣層310,并且多個(gè)第一通孔H1和多個(gè)第二通孔H2可以包含在第一絕緣層310中。多個(gè)第一電極311的每一個(gè)可以具有錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)具有在從第一絕緣層310的一邊S1到相對(duì)邊S2的方向上增加的寬度。多個(gè)第二電極312的每一個(gè)可以具有錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)具有在從相對(duì)邊S2到一邊S1的方向上增加的寬度。第一絕緣層310可以布置在外延結(jié)構(gòu)上以覆蓋多個(gè)第一電極311和多個(gè)第二電極312。第一絕緣層310可以被分割為至少交替一次的第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2。多個(gè)第一通孔H1可以形成在第一絕緣層310的第一區(qū)域R1中以暴露多個(gè)第一電極311的至少一部分。多個(gè)第二通孔H2可以形成在第一絕緣層310的第二區(qū)域R2中以暴露多個(gè)第二電極312的至少一部分。多個(gè)第一通孔H1可以設(shè)置為或具有在第一區(qū)域R1中朝向相對(duì)邊S2變寬的梯形形狀，例如，對(duì)應(yīng)于多個(gè)第一電極311的錐形結(jié)構(gòu)或形狀。多個(gè)第二通孔H2可以設(shè)置為或具有在第二區(qū)域民中朝向一邊S/變寬的梯形形狀，例如，對(duì)應(yīng)于多個(gè)第二電極312的錐形結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)通過(guò)在多個(gè)第一通孔氏和多個(gè)第二通孔4中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第一通孔電極和多個(gè)第二通孔電極時(shí)，多個(gè)第一通孔電極和多個(gè)第二通孔電極也可以設(shè)置為或具有梯形形狀。盡管沒(méi)有在圖中具體示出，可以使用圖20至圖37所示的方法來(lái)制造圖38所示的功率半導(dǎo)體器件。通過(guò)總結(jié)和回顧，包括GaN基材料的電子器件可以具有高擊穿電壓、高最大電流密度、以及在高溫下的高操作穩(wěn)定性和高熱傳導(dǎo)性。例如，具有氮化鋁鎵(AlGaN)和GaN的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的電子器件可以在結(jié)臨界面處具有高的能帶不連續(xù)性。因此，這樣的電子器件會(huì)釋放高密度的電子，并且增加電子遷移率。由于上述的物理特性，包括GaN基材料的電子器件可以被采用為功率半導(dǎo)體器件。為此目的，即使在高電壓下，功率半導(dǎo)體器件也可能需要在不達(dá)到擊穿電壓的情況下保持高耐受電壓。然而，對(duì)于包括GaN基材料的功率半導(dǎo)體器件來(lái)說(shuō)，由于體缺陷、表面缺陷等，很難忍受耐受電壓。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種功率半導(dǎo)體器件，其具有多層電極焊盤(pán)以實(shí)現(xiàn)等電位和等電流狀態(tài)以及高耐受電壓。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種功率半導(dǎo)體器件，其能夠通過(guò)在布置在外延結(jié)構(gòu)上的多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極上提供多層電極焊盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)等電位和等電流狀態(tài)。在本文中已經(jīng)公開(kāi)了示例實(shí)施例，雖然采用了特定術(shù)語(yǔ)，但是它們只在通用和描述性的意義上被使用和解釋?zhuān)挥糜谙拗频哪?。在某些情況下，如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，在本申請(qǐng)的提交中，與特定實(shí)施例相聯(lián)系地描述的特征、特性和/或元件可以被單獨(dú)使用，或者可以跟與其他實(shí)施例相聯(lián)系地描述的特征、特性和/或元件進(jìn)行組合而被使用，除非另有具體說(shuō)明。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不背離如所附的權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種變更。
權(quán)利要求
1.一種功率半導(dǎo)體器件，包括: 多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極，交替布置在外延結(jié)構(gòu)上； 第一絕緣層，其在所述外延結(jié)構(gòu)之上，所述第一絕緣層包括彼此交替布置的至少一個(gè)第一區(qū)域和至少一個(gè)第二區(qū)域； 多個(gè)第一通孔電極，其在所述第一絕緣層的所述第一區(qū)域上，所述多個(gè)第一通孔電極與所述多個(gè)第一電極接觸； 多個(gè)第二通孔電極，其在所述第一絕緣層的所述第二區(qū)域上，所述多個(gè)第二通孔電極與所述多個(gè)第二電極接觸； 至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)，其在所述第一區(qū)域上，所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第一通孔電極接觸； 至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)，其在所述第二區(qū)域上，所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第二通孔電極接觸； 第二絕緣層，其在所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)之上，所述第二絕緣層包括第三區(qū)域和第四區(qū)域； 多個(gè)第三通孔電極，其在所述第二絕緣層的所述第三區(qū)域上，所述多個(gè)第三通孔電極與所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)接觸； 多個(gè)第四通孔電極，其在所述第二絕緣層的所述第四區(qū)域上，所述多個(gè)第四通孔電極與所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)接觸； 至少一個(gè)第三電極焊盤(pán)，其在所述第三區(qū)域上，所述至少一個(gè)第三電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第三通孔電極接觸；以及 至少一個(gè)第四電極焊盤(pán)，其布置在所述第四區(qū)域上，所述至少一個(gè)第四電極焊盤(pán)與所述多個(gè)第四通孔電極接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件，其中: 所述多個(gè)第一通孔電極和所述多個(gè)第二通孔電極的每一個(gè)具有第一尺寸，并且所述多個(gè)第三通孔電極和所述多個(gè)第四通孔電極的每一個(gè)具有第二尺寸，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件，其中: 所述多個(gè)第一通孔電極和所述多個(gè)第二通孔電極的每一個(gè)具有第一尺寸， 所述多個(gè)第三通孔電極的每一個(gè)具有第二尺寸，所述第二尺寸大于所述第一尺寸，并且 所述多個(gè)第四通孔電極的每一個(gè)具有第三尺寸，所述第三尺寸大于所述第一尺寸并且不同于所述第二尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)第一電極的每一個(gè)具有從所述外延結(jié)構(gòu)的一邊到相對(duì)邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)第二電極的每一個(gè)具有從所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊到所述一邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)第二通孔電極的每一個(gè)具有在所述第二區(qū)域內(nèi)朝向所述一邊變寬并且與所述多個(gè)第二電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)第一通孔電極的每一個(gè)具有在所述第一區(qū)域內(nèi)朝向所述相對(duì)邊變寬并且與所述多個(gè)第一電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第一直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第二直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置，所述第二直線(xiàn)與所述第一直線(xiàn)垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的每一個(gè)具有主軸，該主軸在所述第一絕緣層中與所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極的主軸交叉的方向上延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率半導(dǎo)體器件，其中所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的每一個(gè)具有主軸，該主軸在所述第二絕緣層中與所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)的主軸交叉的方向上延伸。
12.一種用于功率半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括步驟: 形成多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極，使得所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極交替布置在外延結(jié)構(gòu)上； 在所述外延結(jié)構(gòu)上形成第一絕緣層，使得所述第一絕緣層包括彼此交替布置的至少一個(gè)第一區(qū)域和至少一個(gè)第二區(qū)域； 在所述第一絕緣層的所述第一區(qū)域中形成多個(gè)第一通孔，以便暴露所述多個(gè)第一電極； 在所述第一絕緣層的所述第二區(qū)域中形成多個(gè)第二通孔，以便暴露所述多個(gè)第二電極； 通過(guò)在所述多個(gè)第一通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第一通孔電極； 通過(guò)在所述多個(gè)第二通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第二通孔電極； 形成與所述第一區(qū)域上的所述多個(gè)第一通孔電極接觸的至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)； 形成與布置在所述第二區(qū)域上的所述多個(gè)第二通孔電極接觸的至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)； 在所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)上形成第二絕緣層，所述第二絕緣層包括第三區(qū)域和第四區(qū)域； 在所述第二絕緣層的所述第三區(qū)域中形成多個(gè)第三通孔，以便暴露所述至少一個(gè)第一電極焊盤(pán)； 在所述第二絕緣層的所述第四區(qū)域中形成多個(gè)第四通孔，以便暴露所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)； 通過(guò)在所述多個(gè)第三通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第三通孔電極； 通過(guò)在所述多個(gè)第四通孔中澆注金屬材料來(lái)形成多個(gè)第四通孔電極； 形成與所述第三區(qū)域上的所述多個(gè)第三通孔電極接觸的至少一個(gè)第三電極焊盤(pán)；以及 形成與所述第四區(qū)域上的所述多個(gè)第四通孔電極接觸的至少一個(gè)第四電極焊盤(pán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中: 形成所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔的步驟包括形成每一個(gè)具有第一尺寸的所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔，并且 形成所述多個(gè)第三通孔和所述多個(gè)第四通孔的步驟包括形成每一個(gè)具有第二尺寸的所述多個(gè)第三通孔和所述多個(gè)第四通孔，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中: 形成所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔的步驟包括形成每一個(gè)具有第一尺寸的所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔， 形成所述多個(gè)第三通孔和所述多個(gè)第四通孔的步驟包括: 形成每一個(gè)具有第二尺寸的所述多個(gè)第三通孔，所述第二尺寸大于所述第一尺寸，以及 形成每一個(gè)具有第三尺寸的所述多個(gè)第四通孔，所述第三尺寸大于所述第一尺寸并且不同于所述第二尺寸。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中形成所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極的步驟包括: 形成所述多個(gè)第一電極，使得所述多個(gè)第一電極的每一個(gè)具有從所述外延結(jié)構(gòu)的一邊到相對(duì)邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)，以及 形成所述多個(gè)第二電極，使得所述多個(gè)第二電極的每一個(gè)具有從所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊到所述一邊變寬的錐形結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法，其中形成所述多個(gè)第一通孔和所述多個(gè)第二通孔的步驟包括: 形成所述多個(gè)第一通孔，使得所述多個(gè)第一通孔的每一個(gè)具有在從所述外延結(jié)構(gòu)的所述一邊到所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊的方向上變寬并且與所述多個(gè)第一電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀，以及 形成所述多個(gè)第二通孔，使得所述多個(gè)第二通孔的每一個(gè)具有在從所述外延結(jié)構(gòu)的所述相對(duì)邊到所述外延結(jié)構(gòu)的所述一邊的方向上變寬并且與所述多個(gè)第二電極的錐形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梯形形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第一直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造方法，其中所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域關(guān)于經(jīng)過(guò)所述外延結(jié)構(gòu)的中心的第二直線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)地布置，所述第二直線(xiàn)與所述第一直線(xiàn)垂直。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的每一個(gè)具有主軸，該主軸在所述第一絕緣層中與所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極的主軸交叉的方向上延伸。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的每一個(gè)具有主軸，該主軸在所述第二絕緣層中與所述至 少一個(gè)第一電極焊盤(pán)和所述至少一個(gè)第二電極焊盤(pán)的主軸交叉的方向上延伸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種功率半導(dǎo)體器件及其制造方法，所述功率半導(dǎo)體器件包括多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極、在第一絕緣層上并且與所述多個(gè)第一電極接觸的多個(gè)第一通孔電極、在所述第一絕緣層上并且與所述多個(gè)第二電極接觸的多個(gè)第二通孔電極、與所述多個(gè)第一通孔電極接觸的第一電極焊盤(pán)、與所述多個(gè)第二通孔電極接觸的第二電極焊盤(pán)、在第二絕緣層上并且與所述第一電極焊盤(pán)接觸的多個(gè)第三通孔電極、在所述第二絕緣層上并且與所述第二電極焊盤(pán)接觸的多個(gè)第四通孔電極、與所述多個(gè)第三通孔電極接觸的第三電極焊盤(pán)、以及與所述多個(gè)第四通孔電極接觸的第四電極焊盤(pán)。
文檔編號(hào)H01L21/60GK103187378SQ201210585300
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者李憲福, 金基世 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社