射頻功率器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及封裝的技術(shù)，并且特別涉及封裝射頻功率器件的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻(RF)功率器件制造商一直努力增大他們的產(chǎn)品的性能，同時減小他們的制造成本。在RF功率器件的制造中的成本集中區(qū)域是封裝該器件。RF功率器件的性能、可靠性和制造容差尤其依賴于接合技術(shù)和由封裝提供的熱耗散能力。以低代價提供具有小制造容差和高熱魯棒性的高度可靠器件的封裝方法是令人期望的。
[0003]由于這些和其它原因，需要本發(fā)明。
【附圖說明】
[0004]包括附圖以提供對實施例的進一步理解并且附圖被并入本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分。附圖圖示了實施例并且與描述一起用于解釋實施例的原理。將容易認識到其它實施例和實施例的很多預期優(yōu)點，因為通過參考以下詳細描述，它們變得被更好地理解。附圖的元素不一定是相互按照比例的。同樣的參考數(shù)字指明對應的類似部件。
[0005]圖1圖示了示例性RF功率電子器件的示意性頂視圖。
[0006]圖2示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0007]圖3示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0008]圖4示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0009]圖5示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0010]圖6示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0011]圖7示意性圖示了示例性電子RF功率器件的頂視圖。
[0012]圖8示意性圖示了沿著圖7的線A-A的示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0013]圖9圖示了示例性電子RF功率器件的示意性頂視圖。
[0014]圖10圖示了圖9的電子RF功率器件的示意性電路圖。
[0015]圖11示意性圖示了根據(jù)例如圖9和10的示例性電子RF功率器件的頂視圖。
[0016]圖12是圖示制造電子RF功率器件的示例性方法的流程圖。
[0017]圖13示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0018]圖14示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0019]圖15示意性圖示了示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0020]圖16示意性圖示了示例性電子RF功率器件的頂視圖。
[0021]圖17示意性圖示了沿著圖16的線B-B的示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0022]圖18示意性圖示了沿著圖16的線A-A的示例性電子RF功率器件的橫截面視圖。
[0023]圖19圖示了圖16到18的示例性RF功率電子器件的示意性頂視圖。
[0024]圖20圖示了圖16到18的電子RF功率器件的示意性電路圖。
[0025]圖21示意性圖示了配備有示例性內(nèi)部布線的圖16到18的示例性電子RF功率器件的頂視圖。
[0026]圖22是圖示制造電子RF功率器件的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]在以下詳細描述中，參考附圖，該附圖形成詳細描述的一部分，并且通過其中可實踐本發(fā)明的說明性具體實施例的方式來示出。對此，參考正被描述的(多個)圖的取向來使用方向術(shù)語，例如“頂”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”等。因為實施例的部件可被定位于若干不同取向中，為了圖示的目的使用方向術(shù)語并且方向術(shù)語絕非限制。應當理解的是，可以利用其他實施例或可以做出邏輯改變，而不背離本發(fā)明的范圍。因此以下詳細描述不在限制的意義上被采用，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
[0028]如在本說明書中采用的，術(shù)語“接合”、“附著”、“連接”、“耦合”和/或“電連接/電耦合”不意味著意指元件或?qū)颖仨氈苯咏佑|在一起；可以在“接合”、“附著”、“連接”、“耦合”和/或“電連接/電耦合”的元件之間分別提供中間的元件或?qū)?。然而，根?jù)本公開，上文提到的術(shù)語可以可選地還具有以下特定含義:元件或?qū)又苯咏佑|在一起，即在“接合”、“附著”、“連接”、“耦合”和/或“電連接/電耦合”的元件之間分別不提供中間的元件或?qū)印?br>[0029]此外，關(guān)于形成或定位在表面“之上”的部分、元件或材料層使用的詞語“之上”可以在本文被用于意指該部分、元件或材料層“直接在”暗示的表面上定位(例如放置、形成、沉積等)，例如與其直接接觸。關(guān)于形成或定位在表面“之上”的部分、元件或材料層使用的詞語“之上”可以在本文被用于意指該部分、元件或材料層被定位(例如放置、形成、沉積等)為“間接在”所暗示的表面上，而具有被布置在所暗示的表面和該部分、元件或材料層之間的一個或多個附加部分、元件或?qū)印?br>[0030]應當理解的是，本文描述的各個示例性實施例的特征可以相互組合，除非另外明確記錄。
[0031]本文描述了包含晶體管芯片的器件。特別是，可以包含具有垂直結(jié)構(gòu)的一個或多個晶體管芯片，即晶體管芯片可以被制造為使得電流可在與晶體管芯片的主表面垂直的方向流動。具有垂直結(jié)構(gòu)的晶體管芯片具有在其兩個主表面上，即在其頂側(cè)和底側(cè)上的負載電極。在各個其它實施例中，可包含具有水平結(jié)構(gòu)的晶體管芯片。具有水平結(jié)構(gòu)的晶體管芯片具有在一個表面上，即在其頂側(cè)上的控制電極和負載電極。
[0032]晶體管芯片可從例如S1、SiC、SiGe、GaAs、GaN、AlGaN、InGaAs、InAlAs 等特定半導體材料制造，并且此外可包含不是半導體的無機和/或有機材料。本文考慮的晶體管芯片可以具有不同類型并且可通過不同技術(shù)來制造。本文考慮的晶體管芯片可以是功率晶體管芯片。
[0033]晶體管芯片可以具有允許做出與另外的部件(例如(多個)阻抗變換電路)和/或外部器件端子(例如器件輸入端子、器件輸出端子、器件功率端子)的電接觸的電極(芯片焊盤)。該電極可包括被施加到晶體管芯片的一個或多個金屬層并且可與晶體管芯片的有源區(qū)電連接。金屬層可被制造有任何期望幾何形狀和任何期望材料構(gòu)成。金屬層可例如是覆蓋一區(qū)域的層或地帶的形式。通過示例的方式，可以將任何期望金屬，例如Cu、N1、NiSn、Au、Ag、Pt、Pd、In、Sn和這些金屬中的一個或多個的合金用作電極層材料。
[0034]本文考慮的晶體管芯片可例如被配置為LDM0S (橫向擴散金屬氧化物半導體)、MISFET(金屬絕緣體半導體場效應晶體管)、MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)、JFET (結(jié)型柵場效應晶體管)、HEMT (高電子迀移率晶體管)、或雙極晶體管。
[0035]本文描述的電子RF功率器件可以包括輸出阻抗變換電路。輸出阻抗變換可以被提供來變換阻抗水平以獲得更大的操作帶寬并且減小RF損耗。輸出阻抗變換還可被稱為輸出阻抗匹配。通過示例的方式，輸出阻抗變換電路可通過被稱為INSHIN(內(nèi)部分流電感)的補償電感來實現(xiàn)。輸出阻抗變換電路可以連接在器件輸出端子和地之間。即通過示例的方式，一個或多個解耦電容器可以在封裝內(nèi)提供并且可以連接在器件輸出端子和地之間。
[0036]此外，本文描述的電子RF功率器件可包括輸入阻抗變換電路。輸入阻抗變換電路可用于變換電子RF功率器件的輸入阻抗水平。輸入阻抗變換電路可以通過連接到器件輸入端子的一個或多個預先匹配電容器來實現(xiàn)，并且被提供在封裝內(nèi)。
[0037]根據(jù)一個方面，本文考慮的電子RF功率器件可以包括接合到晶體管芯片和輸出器件端子的輸出接觸夾。通過使用這樣的接觸夾替代接合線，可消除在模制期間在晶體管芯片的負載電極(例如漏電極)上的引線偏移(wire sweep)ο此外，輸出接觸夾提供了與如本領(lǐng)域使用的常規(guī)金線相比使用較便宜夾材料(例如銅)的可能性。通過使用輸出接觸夾替代接合線的附加優(yōu)點是可減小工藝周期時間，可簡化制造工藝并且可獲得更高效的熱耗散。
[0038]此外，電子RF功率器件可以例如包括接合到器件輸入端子和輸入阻抗變換電路的第一輸入接觸夾，并且可例如還包括接合到輸入阻抗變換電路和晶體管芯片的電極(例如柵電極)的第二輸入接觸夾。通過使用這樣的第一和/或第二輸入接觸夾，針對器件的輸入側(cè)，還可獲得針對器件的輸出側(cè)的上述各種優(yōu)點。
[0039]根據(jù)另一方面，電子RF功率器件可以包括接合到輸入阻抗變換電路和器件輸入端子的第一接觸夾和接合到輸出阻抗變換電路和器件電源端子的第二接觸夾中的至少一個，其中第一接觸夾和第二接觸夾中的至少一個包括由開口的圖案形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。通過設(shè)計第一和/或第二接觸夾以包括具有開口圖案的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可獲得如上所述的相同優(yōu)點(例如在模制期間的引線偏移的消除，便宜的接觸夾材料、減小的制造工藝周期時間等)。此夕卜，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可充當鎖模機構(gòu)以將在封裝期間使用的模制材料(密封劑)更穩(wěn)固地固定到電子RF功率器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)(晶體管芯片、器件端子和在其間的內(nèi)部布線)。附加優(yōu)點可包括電信號速度的提高，制造容差的減小，更容易的