本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，以氮化鎵(gan)器件為主的第三代功率半導(dǎo)體器件發(fā)展迅猛。相較于傳統(tǒng)的硅器件，gan器件具有更高的工作電壓、更高的開(kāi)關(guān)頻率、更低的導(dǎo)通電阻等優(yōu)勢(shì)，并可與成本極低、技術(shù)成熟度極高的硅基半導(dǎo)體集成電路工藝相兼容，在新一代高效率、小尺寸的電力轉(zhuǎn)換與管理系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)車(chē)、工業(yè)電機(jī)等領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2、由于目前生產(chǎn)工藝的限制,目前市場(chǎng)是沒(méi)有高電流額定值的氮化鎵高電子遷移率晶體管(gan?high?electron?mobility?transistor，gan?hemt)。低壓e型gan-hemts在100v器件中的電流容量約為90a，極大地限制了gan-hemts的推廣應(yīng)用。幸運(yùn)的是，gan?hemt具有導(dǎo)通電阻的正溫度特性，這使得并聯(lián)應(yīng)用成為可能。現(xiàn)有技術(shù)中有兩種并聯(lián)方式，一種是將多顆分立器件設(shè)置在線路板上，通過(guò)線路板內(nèi)部走線使得分離器件并聯(lián)；另一種是多顆芯片通過(guò)陶瓷基板進(jìn)行裝片焊接后，再塑封。其中，在線路板上并聯(lián)的方式，使得線路板內(nèi)部走線設(shè)計(jì)復(fù)雜；通過(guò)陶瓷基板并聯(lián)的方式，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，能夠簡(jiǎn)化線路板的設(shè)計(jì)，并降低成本。

2、本申請(qǐng)的實(shí)施例一方面提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括線路板以及設(shè)置于線路板上的并聯(lián)組件，并聯(lián)組件包括依次設(shè)置于線路板上的第二連接層、器件層和第一連接層，器件層上間隔設(shè)置多個(gè)晶體管以及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，多個(gè)晶體管的柵極與開(kāi)關(guān)元件在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的漏極在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的源極通過(guò)第二連接層與線路板連接。

3、作為一種可實(shí)施的方式，開(kāi)關(guān)元件包括mos管，多個(gè)晶體管的柵極與mos管的源極在第一連接層內(nèi)連接作為第一接線端子，多個(gè)晶體管的漏極連接形成第二接線端子，mos管的柵極與第一連接層連接作為第三接線端子，mos管的漏極與多個(gè)晶體管的源極連接，并通過(guò)第二連接層與線路板連接。

4、作為一種可實(shí)施的方式，開(kāi)關(guān)元件包括與晶體管對(duì)應(yīng)的多個(gè)mos管，多個(gè)mos管的源極分別與對(duì)應(yīng)的晶體管的柵極連接，并通過(guò)第一連接層相互連接形成第一接線端子；多個(gè)晶體管的漏極連接形成第二接線端子，多個(gè)mos管的柵極分別通過(guò)第一連接層形成多個(gè)第三接線端子，多個(gè)mos管的漏極分別與對(duì)應(yīng)的晶體管的源極連接，并通過(guò)第二連接層與線路板連接。

5、作為一種可實(shí)施的方式，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，驅(qū)動(dòng)控制芯片的控制端與mos管的柵極連接，驅(qū)動(dòng)控制芯片的輸入端通過(guò)第二連接層與線路板連接，驅(qū)動(dòng)控制芯片的片選端與mos管的源極連接。

6、作為一種可實(shí)施的方式，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，驅(qū)動(dòng)控制芯片的控制端與mos管的柵極連接，驅(qū)動(dòng)控制芯片的輸入端通過(guò)第二連接層與線路板連接，驅(qū)動(dòng)控制芯片的片選端通過(guò)第一連接層形成第四接線端子。

7、作為一種可實(shí)施的方式，開(kāi)關(guān)元件包括控制芯片，控制芯片的控制端與多個(gè)晶體管的柵極通過(guò)第一連接層連接，多個(gè)晶體管的漏極連接形成第二接線端子，控制芯片的片選端與第一連接層連接形成第三接線端子。

8、作為一種可實(shí)施的方式，在多個(gè)晶體管的柵極與源極之間分別設(shè)置電子元件，和/或，在相鄰兩個(gè)晶體管的柵極之間或者晶體管的柵極與mos管的源極之間設(shè)置電子元件，電子元件包括電容、電阻、二極管、電流檢測(cè)裝置、溫度檢測(cè)裝置或者預(yù)留空位中的一種。

9、作為一種可實(shí)施的方式，并聯(lián)組件包括多組，且相鄰兩組并聯(lián)組件中一個(gè)并聯(lián)組件的第三接線端子和另一個(gè)并聯(lián)組件的第一接線端子連接形成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

10、本申請(qǐng)的實(shí)施例另一方面提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，用于制備如上述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：形成并聯(lián)組件，其中，并聯(lián)組件包括依次設(shè)置的第二連接層、器件層和第一連接層，器件層上間隔設(shè)置多個(gè)晶體管以及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，多個(gè)晶體管的柵極與開(kāi)關(guān)元件在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的漏極在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的源極通過(guò)第二連接層連接；通過(guò)第二連接層將并聯(lián)組件設(shè)置于線路板上形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

11、作為一種可實(shí)施的方式，形成并聯(lián)組件包括：提供載板并在載板上形成臨時(shí)鍵合膜；在臨時(shí)鍵合膜上間隔設(shè)置多個(gè)晶體管和開(kāi)關(guān)元件；采用封裝材料封裝晶體管和開(kāi)關(guān)元件形成第一封裝層，并對(duì)第一封裝層處理使得晶體管和開(kāi)關(guān)元件的各個(gè)端子外露；在第一封裝層上形成第一連接層，多個(gè)晶體管的柵極與開(kāi)關(guān)元件在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的漏極在第一連接層內(nèi)連接；去除載板和臨時(shí)鍵合膜，并采用封裝材料封裝晶體管和開(kāi)關(guān)元件另一側(cè)面形成第二封裝層，并對(duì)第二封裝層處理使得晶體管的源極外露；在第二封裝層上形成第二連接層，晶體管的源極通過(guò)第二連接層連接。

12、本申請(qǐng)實(shí)施例的有益效果包括：

13、本申請(qǐng)?zhí)峁┑陌雽?dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括線路板以及設(shè)置于線路板上的并聯(lián)組件，并聯(lián)組件包括依次設(shè)置于線路板上的第二連接層、器件層和第一連接層，器件層上間隔設(shè)置多個(gè)晶體管以及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，多個(gè)晶體管的柵極與開(kāi)關(guān)元件在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的漏極在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的源極通過(guò)第二連接層與線路板連接，使得多個(gè)晶體管和開(kāi)關(guān)元件在第一連接層和第二連接層內(nèi)實(shí)現(xiàn)線路連接。當(dāng)將并聯(lián)組件設(shè)置于線路板上時(shí)，由于多個(gè)晶體管和開(kāi)關(guān)元件在第一連接層和第二連接層內(nèi)實(shí)現(xiàn)線路連接，從而減少了線路板內(nèi)線路布局，簡(jiǎn)化線路板內(nèi)線路的設(shè)計(jì)，采用線路板實(shí)現(xiàn)多個(gè)晶體管之間的并聯(lián)，相對(duì)即采用陶瓷基板的，降低成本，因此，本申請(qǐng)實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)化線路板的設(shè)計(jì)，降低成本。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括線路板以及設(shè)置于所述線路板上的并聯(lián)組件，所述并聯(lián)組件包括依次設(shè)置于所述線路板上的第二連接層、器件層和第一連接層，所述器件層上間隔設(shè)置多個(gè)晶體管以及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，多個(gè)所述晶體管的柵極與所述開(kāi)關(guān)元件在所述第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)所述晶體管的漏極在所述第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)所述晶體管的源極通過(guò)所述第二連接層與所述線路板連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)元件包括mos管，多個(gè)所述晶體管的柵極與所述mos管的源極在第一連接層內(nèi)連接作為第一接線端子，多個(gè)所述晶體管的漏極連接形成第二接線端子，所述mos管的柵極與第一連接層連接作為第三接線端子，所述mos管的漏極與多個(gè)晶體管的源極連接，并通過(guò)所述第二連接層與所述線路板連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)元件包括與所述晶體管對(duì)應(yīng)的多個(gè)mos管，多個(gè)mos管的源極分別與對(duì)應(yīng)的晶體管的柵極連接，并通過(guò)第一連接層相互連接形成第一接線端子；多個(gè)所述晶體管的漏極連接形成第二接線端子，多個(gè)mos管的柵極分別通過(guò)所述第一連接層形成多個(gè)第三接線端子，多個(gè)所述mos管的漏極分別與對(duì)應(yīng)的晶體管的源極連接，并通過(guò)所述第二連接層與所述線路板連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的控制端與所述mos管的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的輸入端通過(guò)第二連接層與所述線路板連接，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的片選端與所述mos管的源極連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的控制端與所述mos管的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的輸入端通過(guò)第二連接層與線路板連接，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的片選端通過(guò)所述第一連接層形成第四接線端子。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)元件包括控制芯片，所述控制芯片的控制端與多個(gè)所述晶體管的柵極通過(guò)第一連接層連接，多個(gè)所述晶體管的漏極連接形成第二接線端子，所述控制芯片的片選端與所述第一連接層連接形成第三接線端子。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，在多個(gè)所述晶體管的柵極與源極之間分別設(shè)置電子元件，和/或，在相鄰兩個(gè)晶體管的柵極之間或者晶體管的柵極與mos管的源極之間設(shè)置電子元件，所述電子元件包括電容、電阻、二極管、電流檢測(cè)裝置、溫度檢測(cè)裝置或者預(yù)留空位中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述并聯(lián)組件包括多組，且相鄰兩組并聯(lián)組件中一個(gè)并聯(lián)組件的第三接線端子和另一個(gè)并聯(lián)組件的第一接線端子連接形成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

9.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，用于制備如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述形成并聯(lián)組件包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，本申請(qǐng)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括線路板以及設(shè)置于線路板上的并聯(lián)組件，并聯(lián)組件包括依次設(shè)置于線路板上的第二連接層、器件層和第一連接層，器件層上間隔設(shè)置多個(gè)晶體管以及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，多個(gè)晶體管的柵極與開(kāi)關(guān)元件在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的漏極在第一連接層內(nèi)連接，多個(gè)晶體管的源極通過(guò)第二連接層與線路板連接。本申請(qǐng)?zhí)峁┑陌雽?dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，能夠簡(jiǎn)化線路板的設(shè)計(jì)，并降低成本。

技術(shù)研發(fā)人員：梁壯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：徐州致能半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10