專利名稱：半導(dǎo)體裝置及用于制造半導(dǎo)體裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實施例涉及半導(dǎo)體裝置及用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。
背景技術(shù)：
由于氮化物半導(dǎo)體具有包括高飽和電子速度、寬帶隙等的特征，因此，其可被應(yīng)用于高擊穿電壓和高輸出半導(dǎo)體裝置。例如，作為氮化物半導(dǎo)體的GaN的帶隙(例如為3. 4eV)大于Si的帶隙(I. IeV)和GaAs的帶隙(I. 4eV)，使得GaN具有高擊穿場強(qiáng)。因此，GaN可用作電源的功率裝置的材料，以進(jìn)行高電壓操作并產(chǎn)生高輸出。
在日本公開專利申請53-1859號、日本公開專利申請2005-251910號、日本公開專利申請61-288434號和日本公開專利申請2007-12699號中公開了相關(guān)的技術(shù)。在氮化物半導(dǎo)體元件的封裝中,通過使用金屬線的引線接合(wire bonding)法進(jìn)行電極之間的連接。由于氮化物半導(dǎo)體元件中通過大電流，所以使用多個金屬線進(jìn)行連接。因此，工藝時間可能增加。當(dāng)使用長的線或者有許多金屬線連接區(qū)域時，氮化物半導(dǎo)體元件的電阻可能增加并且電源效率可能降低。當(dāng)通過引線接合法進(jìn)行電極間的連接時，氮化物半導(dǎo)體元件的封裝可能變得相當(dāng)扁平(low-profile)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實施例的一個方面，一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法包括將包括連接導(dǎo)電膜的密封層置于表面上，使得所述連接導(dǎo)電膜與半導(dǎo)體元件的電極和引線相接觸；通過所述連接導(dǎo)電膜使所述電極與所述引線電耦接；以及通過所述密封層密封所述半導(dǎo)體元件。根據(jù)上述方法，降低了電極之間的連接電阻，降低了電極之間的連接距離或者連接點(diǎn)的數(shù)目，并且以簡化的工藝制造扁平半導(dǎo)體封裝。本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)和新穎的特征將在以下描述中部分地給出，并且當(dāng)本領(lǐng)域的技術(shù)人員研究以下描述時或者通過實踐本發(fā)明來學(xué)習(xí)時，本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將部分地變得更加明顯。


圖I示出半導(dǎo)體封裝的示例性的制造工藝；圖2A至圖2F示出半導(dǎo)體裝置的示例性的制造工藝；圖3示出示例性的化合物半導(dǎo)體元件；圖4示出示例性的引線框架；圖5A至圖5C示出輔助層的示例性的形成；圖6示出示例性的輔助層；圖7A至圖7G示出密封層的示例性的形成；圖8示出示例性的密封層；圖9A和圖9B示出密封層的示例性的結(jié)合；
圖10示出示例性的密封層；圖11示出示例性的電源裝置；以及圖12示出示例性的高頻放大器。
具體實施例方式為了方便，在下面說明的附圖中，可以用不同的比例來表示大小和厚度。圖I示出半導(dǎo)體封裝的示例性的制造工藝。圖2A至圖2F示出半導(dǎo)體裝置的示例性的制造工藝。在圖2A至圖2F中示出的半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，可以制造AlGaN/GaNHEMT。在圖I中示出的操作SI和S2中制造化合物半導(dǎo)體元件，并且通過圖I中示出的操作S3至S6制造半導(dǎo)體封裝。在圖I中示出的操作SI中，生成安裝在樹脂電路板上的半導(dǎo)體元件，例如，具有高電子遷移率晶體管(HEMT)結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體元件。例如，可以生成作為氮化物半導(dǎo)體的AlGaN/GaN HEMT。可以生成 InAlN/GaN HEMT、InAlGaN/GaN HEMT 等?？梢陨?HEMT 以外的氮化物半導(dǎo)體元件、氮化物半導(dǎo)體以外的化合物半導(dǎo)體元件、半導(dǎo)體存儲器或者其它半導(dǎo)體元件。如圖2A中所示，在用于生長的襯底(例如Si襯底I)上形成化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2。對于用于生長的襯底，可以使用Si襯底、SiC襯底、藍(lán)寶石襯底、GaAs襯底、GaN襯底等。關(guān)于導(dǎo)電性，該襯底可以具有半絕緣屬性或者導(dǎo)電屬性?；衔锇雽?dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2可以包括緩沖層2a、電子躍遷層2b、中間層2c、電子供應(yīng)層2d和上覆層2e。當(dāng)操作AlGaN/GaN HEMT時，在電子躍遷層2b至電子供應(yīng)層2d的界面附近(例如中間層2c)生成二維電子氣(2DEG)?？梢曰陔娮榆S遷層2b的化合物半導(dǎo)體(例如GaN)的晶格常數(shù)和電子供應(yīng)層2d的化合物半導(dǎo)體(例如AlGaN)的晶格常數(shù)之間的差生成2DEG。在Si襯底I上，依次形成膜厚度約為O. I μ π!的Α1Ν、膜厚度約為3 μ m的i (故意未慘雜的intentionally undoped)-GaN、膜厚度約為5nm的i-AlGaN、膜厚度約為30nm的n-AlGaN和膜厚度約為IOnm的η-GaN?？梢酝ㄟ^例如有機(jī)金屬氣相沉積法(MOVPE)法生成這些化合物半導(dǎo)體。代替MOVPE法，可以使用分子束外延(MBE)法等。形成了緩沖層2a、電子躍遷層2b、中間層2c、電子供應(yīng)層2d和上覆層2e。至于AlN、GaN、AlGaN和GaN的生長條件，可以使用三甲基鋁氣體、三甲基鎵氣體和銨氣的混合氣體作為原材料氣體。可以根據(jù)生長化合物半導(dǎo)體層規(guī)定作為Al源的三甲基鋁氣體和作為Ga源的三甲基鎵氣體的供應(yīng)存在或不存在以及流量。作為共同原材料的氨氣的流量可以為約IOOccm至10LM。生長壓強(qiáng)可以為約50Torr (托)至300Torr。生長溫 度可以為約1000°C至1200°C。當(dāng)GaN和AlGaN被生成為η型時，例如以一定的流量將包括作為η型雜質(zhì)的Si的SiH4添加到原材料氣體中，使得GaN和AlGaN摻雜有Si。Si摻雜的濃度可以為約I X IO18/cm3 至 lX1027cm3，例如，約 5 X IO1Vcm30如圖2B中所示，形成元件隔離結(jié)構(gòu)3。在圖2C至圖2F中，可以省略元件隔離結(jié)構(gòu)3。例如，將氬(Ar)注入到化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2的元件隔離區(qū)中。在化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2和Si襯底I的表面層部分中形成元件隔離結(jié)構(gòu)3。利用元件隔離結(jié)構(gòu)3在化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2上劃定有源區(qū)。可以用例如淺溝槽隔離(STI)法代替注入法來形成元件隔離。關(guān)于化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2的干蝕刻，可以使用例如基于氯的蝕刻氣體。如圖2C中所示，形成源電極4和漏電極5。在化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2的表面上要設(shè)置源電極和漏電極的位置處形成電極凹槽2A和電極凹槽2B。將抗蝕劑施加到化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2的表面。通過光刻技術(shù)對抗蝕劑進(jìn)行處理，以便在抗蝕劑中形成開口，該開口用于露出與要設(shè)置電極的位置對應(yīng)的化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2的表面。因此，形成了具有開口的抗蝕劑掩模。使用該抗蝕劑掩模通過干蝕刻對上覆層2e的要設(shè)置電極的位置進(jìn)行去除，直到露出電子供應(yīng)層2d的表面為止。形成電極凹槽 2A和電極凹槽2B，電極凹槽用于露出電子供應(yīng)層2d的表面上要設(shè)置電極的位置?？梢允褂枚栊詺怏w(例如Ar)和基于氯的氣體(例如Cl2)作為蝕刻氣體。關(guān)于蝕刻條件，例如，將Cl2的流量設(shè)置為30sCCm，將壓強(qiáng)設(shè)置為2Pa，并且將RF輸入電功率設(shè)置為20W。可以通過部分地蝕刻上覆層2e或者通過直到蝕刻至電子供應(yīng)層2d或更深來形成電極凹槽2A和電極凹槽2B。通過灰化處理等去除該抗蝕劑掩模。形成用于形成源電極和漏電極的抗蝕劑掩模。例如，可以使用適于蒸發(fā)法和剝離(lift-off)法的罩蓋結(jié)構(gòu)(canopy structure)的兩層抗蝕劑。將該罩蓋結(jié)構(gòu)的兩層抗蝕劑施加于化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2，并且由此形成用于露出電極凹槽2A和2B的開口。因此，形成了具有開口的抗蝕劑掩模。通過例如使用抗蝕劑掩模的蒸發(fā)法，在該抗蝕劑掩模上和用于露出電極凹槽2A和電極凹槽2B的開口中沉積電極材料(例如，Ta/Al)。Ta的厚度可以為約20nm，并且Al的厚度可以為約200nm。通過剝離法去除抗蝕劑掩模和其上沉積的Ta/Al。在例如氮?dú)夥罩幸?00°C至1000°C的溫度(例如約600°C )對Si襯底I進(jìn)行熱處理，并且剩余的Ta/Al與電子供應(yīng)層2d歐姆接觸?？梢栽诓贿M(jìn)行熱處理的情況下建立歐姆接觸。形成源電極4和漏電極5，其中電極凹槽2A和電極凹槽2B填充有部分電極材料。如圖2D中所示，在化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2中形成柵電極的電極凹槽2C。將抗蝕劑施加于化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2。通過光刻技術(shù)對該抗蝕劑進(jìn)行處理，以便在該抗蝕劑中形成用于露出要設(shè)置柵電極的位置(例如，與要設(shè)置該電極的位置相對應(yīng)的化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2的表面)的開口。形成了具有該開口的抗蝕劑掩模。使用該抗蝕劑掩模通過干蝕刻去除與要設(shè)置柵電極的位置相對應(yīng)的上覆層2e和部分電子供應(yīng)層2d。因此，通過開鑿上覆層2e和部分電子供應(yīng)層2d形成電極凹槽2C?？梢允褂枚栊詺怏w(例如Ar)和基于氯的氣體(例如Cl2)作為蝕刻氣體。關(guān)于蝕刻條件，例如，將Cl2的流量設(shè)置為30SCCm，將壓強(qiáng)設(shè)置為2Pa，并且將RF輸入電功率設(shè)置為20W?？梢酝ㄟ^部分地蝕刻上覆層2e或者通過直到蝕刻至電子供應(yīng)層2d的較深處來形成電極凹槽2C。通過灰化處理等去除該抗蝕劑掩模。如圖2E中所示，形成柵極絕緣膜6。以覆蓋電極凹槽2C的內(nèi)壁表面的方式在化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2上沉積絕緣材料(例如Al2O3)。例如，通過原子層沉積(ALD)法形成膜厚度約為2nm至200nm(例如約IOnm)的A1203。因此，形成了柵極絕緣膜6。代替原子層沉積法，可以通過例如等離子體化學(xué)氣相沉積法、濺射法等進(jìn)行Al2O3的沉積。對于柵極絕緣膜6，可以使用Al的氮化物或者氮氧化物代替Al2O315可以使用Si、Hf、Zr、Ti、Ta或W的氧化物、氮化物或氮氧化物，或者可以使用從這些材料選擇的多層結(jié)構(gòu)。
如圖2F中所示，形成柵電極7。形成用于形成柵電極和場板電極(field plateelectrode)的抗蝕劑掩模。例如，使用適于蒸發(fā)法和剝離法的罩蓋結(jié)構(gòu)的兩層抗蝕劑。將該罩蓋結(jié)構(gòu)的兩層抗蝕劑施加于柵極絕緣膜6，并且形成用于露出柵極絕緣膜6的電極凹槽2C部分的每個開口。因此，形成了具有該開口的抗蝕劑掩模。使用該抗蝕劑掩模通過例如蒸發(fā)法在該抗蝕劑掩模上和用于露出柵極絕緣膜6的電極凹槽2C部分的開口中沉積電極材料(例如Ni/Au)。Ni的厚度可以為約30nm，并且Au的厚度可以為約400nm。通過剝離法去除該抗蝕劑掩模及其上沉積的Ni/Au。電極凹槽2C填充有部分電極材料，在電極凹槽2C和該部分電極材料之間具有柵極絕緣膜6，以形成柵電極7。形成層間絕緣膜，形成耦接到源電極4、漏電極5或柵電極7的導(dǎo)線，形成用作保護(hù)膜的頂層，并且形成暴露在最外部表面的連接電極，從而形成AlGaN/GaN HEMT?？梢孕纬删哂袞艠O絕緣膜6的MIS型的AlGaN/GaN HEMT?？梢孕纬尚ぬ鼗偷腁lGaN/GaN HEMT，其中不具有層間絕緣膜6的柵電極7與化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2直接接 觸?？梢圆徊捎迷陔姌O凹槽2C中形成柵電極7的柵極凹槽結(jié)構(gòu)?？梢栽诓痪哂邪疾鄣幕衔锇雽?dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2上形成柵電極，其中，在柵電極和化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2之間具有柵極絕緣膜或者柵電極和化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)2直接接觸。在操作S2中，從包括操作SI中制造的AlGaN/GaN HEMT的Si襯底中切割每個化合物半導(dǎo)體元件(例如化合物半導(dǎo)體芯片)。通過使用例如某種激光沿著襯底上設(shè)置的方格線將Si襯底切成小塊，并且切割出每個化合物半導(dǎo)體元件。圖3示出示例性的化合物半導(dǎo)體元件?？梢酝ㄟ^圖2A至圖2F中示出的生成工藝制造圖3中示出的化合物半導(dǎo)體元件。關(guān)于連接電極，在化合物半導(dǎo)體元件10的表面上沿著矩形外邊緣的一條邊形成源極焊盤10a，沿著另一條邊形成柵極焊盤10b，沿著剩余的兩條邊形成漏極焊盤IOc和10d。源極焊盤IOa通過化合物半導(dǎo)體元件10下面的層中的導(dǎo)線等耦接到源電極。柵極焊盤IOb通過化合物半導(dǎo)體元件10下面的層中的導(dǎo)線等耦接到柵電極。漏極焊盤IOc和IOd通過化合物半導(dǎo)體元件10下面的層中的導(dǎo)線等耦接到漏電極。圖4示出示例性的引線框架。在操作S3中，如圖4中所示，將化合物半導(dǎo)體元件10布置在引線框架11上。將作為晶片結(jié)合材料12的、具有優(yōu)良散熱效果的粘合劑材料(例如熔融金屬的焊膏)施加到與漏極引線Ilc集成的引線框架11，然后布置化合物半導(dǎo)體元件10。通過加熱熔化晶片結(jié)合材料12，并且通過冷卻以晶片結(jié)合材料12在化合物半導(dǎo)體元件10和引線框架11之間的方式，將化合物半導(dǎo)體元件10結(jié)合至引線框架11。為了使半導(dǎo)體封裝扁平化，在引線框架11的表面和源極引線Ila的表面之間存在高度差。引線框架11的背面和源極引線Ila的背面之間存在高度差。化合物半導(dǎo)體元件10被布置在引線框架11上，因此引線框架11的表面和源極引線Ila的表面之間的高度差可以減小。弓丨線框架11的表面和柵極引線Ilb的表面之間的存在高度差。引線框架11的背面和柵極引線Ilb的背面之間存在高度差。化合物半導(dǎo)體元件10被布置在引線框架11上，因此引線框架11的表面和柵極引線Iib的表面之間的高度差可以減小。引線框架11的表面和與引線框架11集成的漏極引線Ilc的表面之間存在高度差。引線框架11的背面和漏極引線Ilc的背面之間存在高度差?；衔锇雽?dǎo)體元件10被布置在引線框架11上，因此引線框架11的表面和漏極引線IlC的表面之間的高度差可以減小。
圖5A至圖5C示出示例性的輔助層形成。在圖I中所示的操作S4中，形成輔助層13a。圖6示出示例性的輔助層。在圖6中，布置有輔助層13a、13b、13c和13d。圖5A至圖5C示出沿著圖6中所示的虛線V-V取得的截面。如圖5A中所示，樹脂膜13被粘在化合物半導(dǎo)體元件10的源極焊盤IOa和源極引線Ila之間。樹脂膜13被粘在化合物半導(dǎo)體元件10的柵極焊盤IOb和柵極引線Ilb之間。樹脂膜13被粘在化合物半導(dǎo)體元件10的漏極焊盤IOc和漏極引線Ilc之間。樹脂膜13被粘在化合物半導(dǎo)體元件10的漏極焊盤IOd和引線框架11之間。對于樹脂膜13，可以使用半固化狀態(tài)的耐熱樹脂膜，例如環(huán)氧樹脂或者聚酰亞胺樹脂。如圖5B中所示，利用裝置(例如安裝器)以每個輔助層2kg至5kg對樹脂膜13施加壓力，使得樹脂膜13暫時粘住。暫時粘住之后，將溫度設(shè)置為150°C，將壓強(qiáng)設(shè)置為O. 5Mpa，并且利用真空層壓機(jī)對樹脂膜13施加壓力約30秒鐘。如圖5C中所示，樹脂膜13充分固化。源極焊盤10a、引線框架11和源極引線Ila之間的間隙被樹脂填充，并且由此形成了具有平坦表面的輔助層13a。柵極焊盤10b、引線 框架11和柵極引線Ilb之間的間隙被樹脂填充，并且由此形成了具有平坦表面的輔助層13b。漏極焊盤10c、引線框架11和漏極引線Ilc之間的間隙被樹脂填充，并且由此形成了具有平坦表面的輔助層13c。漏極焊盤IOd和引線框架11之間的間隙被樹脂填充，并且由此形成了具有平坦表面的輔助層13d。利用真空層壓機(jī)形成輔助層13a、13b、13c和13d，而不生成孔隙等。真空層壓機(jī)在一個操作中對多個引線框架進(jìn)行處理，因此可以提高生產(chǎn)率。樹脂膜13可以被完全固化?？梢酝ㄟ^其它方法形成輔助層13a、13b、13c和13d。例如，可以利用武藏高科技公司(Musashi Engineering Inc)生產(chǎn)的噴射型點(diǎn)膠機(jī)(jet dispenser)將樹脂施加到任意位置。噴射型點(diǎn)膠機(jī)甚至可以在短時間內(nèi)涂覆具有大面積且表面具有高度差的區(qū)域。圖7A至圖7G示出示例性的密封層形成。在圖I中所示的操作S5中，形成化合物半導(dǎo)體元件10的密封層20。如圖7A中所示，形成表面具有高度差的結(jié)構(gòu)21。結(jié)構(gòu)21的表面上的高度差可以對應(yīng)于如下結(jié)構(gòu)的表面上的高度差該結(jié)構(gòu)中布置有例如固定的化合物半導(dǎo)體元件10、輔助層13a、13b、13c和13d、包括漏極引線11c、源極引線Ila和柵極引線Ilb的引線框架11。在用A表示結(jié)構(gòu)21的高度差且用B表示包括化合物半導(dǎo)體元件10等的結(jié)構(gòu)的高度差的情況下，結(jié)構(gòu)21的表面上的高度差A(yù)可以具有與高度差為高度差B相配合的形狀。如圖7B中所示，將脫模劑22施加到結(jié)構(gòu)21的表面。對于脫模劑22，例如可以使用基于氟的樹脂。如圖7C中所示，將作為模樹脂的絕緣樹脂提供到結(jié)構(gòu)21的表面，其中，脫模劑22夾在該絕緣樹脂和結(jié)構(gòu)21之間。如圖7D中所示，結(jié)構(gòu)21的表面被絕緣樹脂23覆蓋，其中，脫模劑22夾在結(jié)構(gòu)21和絕緣樹脂23之間，并且通過制模部件30調(diào)節(jié)絕緣樹脂23的形狀。在該狀態(tài)下，例如，進(jìn)行約30分鐘的溫度約120°C的熱處理，使得絕緣樹脂23成為半固化狀態(tài)。如圖7E中所示，從結(jié)構(gòu)21的脫模劑22剝離通過結(jié)構(gòu)21制模的絕緣樹脂23。如圖7F中所示，將導(dǎo)電材料提供到絕緣樹脂23的表面的某些區(qū)域。對于導(dǎo)電材料，可以使用導(dǎo)電粘合材料(例如，Ag漿或Cu漿)?？梢岳脟娚湫忘c(diǎn)膠機(jī)提供導(dǎo)電材料。例如，導(dǎo)電材料的厚度可以為約10 μ m至30 μ m，并且是均勻的。在絕緣樹脂23的表面上形成連接導(dǎo)電膜24。可以使用噴墨法代替噴射型點(diǎn)膠機(jī)?？梢酝ㄟ^電鍍法形成連接導(dǎo)電膜。在絕緣樹脂23的表面上形成電鍍種子電極，并且對該種子電極施加抗蝕劑。在抗蝕劑的要設(shè)置連接導(dǎo)電膜的位置處形成開ロ，并且露出部分種子電扱。例如，通過電解電鍍處理在該開口中的種子電極上形成厚度為約ΙΟμπι至30μπι的Cu電解鍍膜層。剝離該抗蝕劑并且蝕刻電解電鍍層。通過無電電鍍處理在該電解電鍍層上形成Ni/Au無電電鍍層。例如，Ni可以具有約2μπι至5μπι的厚度，并且Au可以具有約O. 01 μ m至O. 5 μ m的厚度。因此，形成了具有Cu/Ni/Au疊層結(jié)構(gòu)的連接導(dǎo)電膜。如圖7G中所示，沿著圖中的虛線切割絕緣樹脂23，使得該結(jié)構(gòu)成為單獨(dú)的件。形成了在表面上具有連接導(dǎo)電膜24的密封層20。圖8示出示例性的密封層。如圖8的平面圖中所示，關(guān)于密封層20，在包括絕緣樹脂的樹脂層25的表面上形成連接導(dǎo)電膜24。連接導(dǎo)電膜24可以包括導(dǎo)電膜24a、24b、24c和24d。導(dǎo)電膜24a使得源極焊盤IOa和源極弓I線Ila電耦接。導(dǎo)電膜24b使得柵極焊盤IOb和柵極引線Ilb電耦接。導(dǎo)電膜24c使得漏極焊盤IOc和漏極引線Ilc電耦接。導(dǎo)電膜24d使得漏極焊盤IOd和引線框架11電耦接。圖9A和圖9B示出密封層的示例性的結(jié)合。在圖I中所示的操作S6中，密封層20 結(jié)合到引線框架11。圖10示出示例性的密封層。圖9A和圖9B示出沿著圖10中所示的虛線IX-IX取得的截面。如圖9A中所示，通過利用裝置(例如安裝器或晶片結(jié)合器)，使得密封層20與化合物半導(dǎo)體元件10已固定至的引線框架11對準(zhǔn)。導(dǎo)電膜24a的表面形狀與包括源極焊盤10a、引線框架11、源極引線Ila以及填充它們之間的間隙的輔助層13a的表面形狀相配合。導(dǎo)電膜24b的表面形狀與包括柵極焊盤10b、引線框架11、柵極引線Ilb以及填充它們之間的間隙的輔助層13b的表面形狀相配合。導(dǎo)電膜24c的表面形狀與包括引線框架11、漏極引線Ilc以及填充它們之間的間隙的輔助層13c的表面形狀相配合。導(dǎo)電膜24d的表面形狀與包括漏極焊盤10d、引線框架11以及填充它們之間的間隙的輔助層13d的表面形狀相配合。在此狀態(tài)下，如圖9B中所示，例如，將溫度設(shè)置為約180°C，將壓強(qiáng)設(shè)置為約IMpa至5MPa，并且加熱和加壓約30分鐘。樹脂層25的絕緣樹脂、連接導(dǎo)電膜24的導(dǎo)電材料以及輔助層13a、13b、13c和13d的樹脂被固化。連接導(dǎo)電膜24的導(dǎo)電材料中的導(dǎo)電填充物可以相互接觸，從而可以發(fā)揮導(dǎo)電性。源極焊盤IOa和源極引線Ila通過導(dǎo)電膜24a電耦接。柵極焊盤IOb和柵極引線Ilb通過導(dǎo)電膜24b電耦接。漏極焊盤IOc和漏極引線Ilc通過導(dǎo)電膜24c電耦接。漏極焊盤IOd和引線框架11通過導(dǎo)電膜24d電耦接。因此，形成了半導(dǎo)體封裝。包括寬的導(dǎo)電膜24a至24d且具有大的面積的連接導(dǎo)電膜24成為電連續(xù)的，使得可以減小連接電阻并且可以通過大電流。以如下方式預(yù)先形成輔助層13a、13b、13c和13d 輔助層填充引線框架11和各引線Ila至Ild之間的間隙，并且連接導(dǎo)電膜24耦接到輔助層。密封層20的表面形狀(其可以減小電極和多個連接區(qū)域之間的連接距離)被形成為與引線框架11側(cè)的表面高度差相對應(yīng)的形狀，并且因此通過將連接導(dǎo)電膜24填充到密封層20中制造出扁平的半導(dǎo)體封裝。在ー個操作中進(jìn)行各個電極之間連接和通過制模樹脂密封化合物半導(dǎo)體元件10，因此可以減少エ藝。減小了電極之間的連接電阻，減小了電極或多個連接區(qū)域之間的連接距離，并且以簡化的エ藝制造出扁平的半導(dǎo)體封裝。
圖11示出示例性的電源裝置。圖11中所示的電源裝置可以包括通過圖I中所示的制造エ藝制造出的半導(dǎo)體封裝。該電源裝置包括高電壓初級電路31、低電壓次級電路32和布置在初級電路31與次級電路32之間的變壓器33。初級電路31包括交流電源34、所謂的橋式整流器電路35以及多個開關(guān)元件(例如四個開關(guān)元件36a、36b、36c和36d)。橋式整流器電路35包括開關(guān)元件36e。次級電路32包括多個開關(guān)元件，例如三個開關(guān)元件37a、37b和37c。初級電路31的開關(guān)元件36a、36b、36c、36d和36e可以是例如在圖I中所示的操作SI中制造的化合物半導(dǎo)體元件AlGaN/GaN HEMT。次級電路32的開關(guān)元件37a、37b和37c可以是包括硅的金屬-絕緣層-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MIS FET)。
減小了電極之間的連接電阻，減小了電極或多個連接區(qū)域之間的連接距離，并且對于高電壓電路使用扁平的半導(dǎo)體封裝。因此，可以提供展現(xiàn)高可靠性且具有大功率的功率電路。圖12示出示例性的高頻放大器。圖12中所示的高頻放大器可以包括通過圖I中所示的制造エ藝制造的半導(dǎo)體封裝。該高頻放大器包括數(shù)字預(yù)矯正電路41、混合器42a和42b以及功率放大器43。數(shù)字預(yù)矯正電路41對輸入信號補(bǔ)償非線性失真?；旌掀?2a進(jìn)行補(bǔ)償了非線性失真的輸入信號與交流電流信號的混合。功率放大器43對混合有交流電流信號的輸入信號進(jìn)行放大，并且包括例如在圖I中所示的操作SI中制造的化合物半導(dǎo)體元件AlGaN/GaN HEMT。例如，基于開關(guān)的切換，混合器42b將輸出側(cè)的信號與交流電流信號混合,并且將該混合信號輸出到數(shù)字預(yù)矯正電路41。減小了電極之間的連接電阻，減小了電極或多個連接區(qū)域之間的連接距離，并且對于高頻放大器使用扁平的半導(dǎo)體封裝。因此，可以提供展現(xiàn)高可靠性并且具有高擊穿電壓的高頻放大器?，F(xiàn)已根據(jù)上述優(yōu)點(diǎn)描述了本發(fā)明的示例實施例。應(yīng)該理解，這些例子僅是用于說明本發(fā)明。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多變形和修改是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括 將包括連接導(dǎo)電膜的密封層放置在結(jié)構(gòu)的表面上，使得所述連接導(dǎo)電膜與半導(dǎo)體元件的電極和引線相接觸； 通過所述連接導(dǎo)電膜使所述電極與所述引線電耦接；以及 通過所述密封層密封所述半導(dǎo)體元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括 形成輔助層以填充所述電極與所述引線之間的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法， 其中所述輔助層具有基本平坦的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法， 其中所述輔助層包括耐熱樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括 向所述電極和所述弓丨線按壓觸所述膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括 使用噴射型點(diǎn)膠機(jī)形成所述連接導(dǎo)電膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括 通過電鍍法形成所述連接導(dǎo)電膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括 使用與所述表面的形狀相配合的結(jié)構(gòu)形成所述密封層；以及 去除所述結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法， 其中所述半導(dǎo)體元件包括化合物半導(dǎo)體元件。
10.一種半導(dǎo)體裝置，包括 引線和引線框架，在所述引線和所述引線框架的表面之間具有高度差； 化合物半導(dǎo)體元件，其被設(shè)置于所述引線框架上且包括電極； 輔助層，其用于填充所述電極、所述引線和所述引線框架之間的間隙； 連接導(dǎo)電膜，其用于通過所述輔助層電耦接所述電極和所述引線；以及 密封層，其用于密封所述半導(dǎo)體元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述輔助層具有基本平坦的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述半導(dǎo)體元件包括化合物半導(dǎo)體元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述輔助層包括耐熱樹脂。
14.一種電子電路,包括 半導(dǎo)體裝置，其包括 引線和引線框架，在所述引線和所述引線框架的表面之間具有高度差； 化合物半導(dǎo)體元件，其被設(shè)置于所述引線框架上且包括電極； 輔助層，其用于填充所述電極、所述引線和所述引線框架之間的間隙；連接導(dǎo)電膜，其用于通過所述輔助層電耦接所述電極和所述引線；以及 密封層，其用于密封所述半導(dǎo)體元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子電路，其中 所述電子電路包括高頻放大器和電源電路中的至少ー個，其中，所述高頻放大器用于放大高頻電壓輸入，所述電源電路包括變壓器、高電壓電路和低電壓電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置、用于制造半導(dǎo)體裝置的方法和電子電路。該用于制造半導(dǎo)體裝置的方法包括將包括連接導(dǎo)電膜的密封層放置在表面上，使得連接導(dǎo)電膜與半導(dǎo)體元件的電極和引線相接觸；通過連接導(dǎo)電膜使所述電極與所述引線電耦接；以及通過密封層密封所述半導(dǎo)體元件。
文檔編號H01L23/538GK102651334SQ201210028789
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者今泉延弘, 今田忠纮, 岡本圭史郎, 常信和清, 酒井泰治 申請人:富士通株式會社