射频功率器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及封装的技术，并且特别涉及封装射频功率器件的技术。
【背景技术】
[0002]射频(RF)功率器件制造商一直努力增大他们的产品的性能，同时减小他们的制造成本。在RF功率器件的制造中的成本集中区域是封装该器件。RF功率器件的性能、可靠性和制造容差尤其依赖于接合技术和由封装提供的热耗散能力。以低代价提供具有小制造容差和高热鲁棒性的高度可靠器件的封装方法是令人期望的。
[0003]由于这些和其它原因，需要本发明。
【附图说明】
[0004]包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释实施例的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过参考以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元素不一定是相互按照比例的。同样的参考数字指明对应的类似部件。
[0005]图1图示了示例性RF功率电子器件的示意性顶视图。
[0006]图2示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0007]图3示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0008]图4示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0009]图5示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0010]图6示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0011]图7示意性图示了示例性电子RF功率器件的顶视图。
[0012]图8示意性图示了沿着图7的线A-A的示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0013]图9图示了示例性电子RF功率器件的示意性顶视图。
[0014]图10图示了图9的电子RF功率器件的示意性电路图。
[0015]图11示意性图示了根据例如图9和10的示例性电子RF功率器件的顶视图。
[0016]图12是图示制造电子RF功率器件的示例性方法的流程图。
[0017]图13示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0018]图14示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0019]图15示意性图示了示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0020]图16示意性图示了示例性电子RF功率器件的顶视图。
[0021]图17示意性图示了沿着图16的线B-B的示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0022]图18示意性图示了沿着图16的线A-A的示例性电子RF功率器件的横截面视图。
[0023]图19图示了图16到18的示例性RF功率电子器件的示意性顶视图。
[0024]图20图示了图16到18的电子RF功率器件的示意性电路图。
[0025]图21示意性图示了配备有示例性内部布线的图16到18的示例性电子RF功率器件的顶视图。
[0026]图22是图示制造电子RF功率器件的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本发明的说明性具体实施例的方式来示出。对此，参考正被描述的(多个)图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本发明的范围。因此以下详细描述不在限制的意义上被采用，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
[0028]如在本说明书中采用的，术语“接合”、“附着”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”不意味着意指元件或层必须直接接触在一起；可以在“接合”、“附着”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间分别提供中间的元件或层。然而，根据本公开，上文提到的术语可以可选地还具有以下特定含义:元件或层直接接触在一起，即在“接合”、“附着”、“连接”、“耦合”和/或“电连接/电耦合”的元件之间分别不提供中间的元件或层。
[0029]此外，关于形成或定位在表面“之上”的部分、元件或材料层使用的词语“之上”可以在本文被用于意指该部分、元件或材料层“直接在”暗示的表面上定位(例如放置、形成、沉积等)，例如与其直接接触。关于形成或定位在表面“之上”的部分、元件或材料层使用的词语“之上”可以在本文被用于意指该部分、元件或材料层被定位(例如放置、形成、沉积等)为“间接在”所暗示的表面上，而具有被布置在所暗示的表面和该部分、元件或材料层之间的一个或多个附加部分、元件或层。
[0030]应当理解的是，本文描述的各个示例性实施例的特征可以相互组合，除非另外明确记录。
[0031]本文描述了包含晶体管芯片的器件。特别是，可以包含具有垂直结构的一个或多个晶体管芯片，即晶体管芯片可以被制造为使得电流可在与晶体管芯片的主表面垂直的方向流动。具有垂直结构的晶体管芯片具有在其两个主表面上，即在其顶侧和底侧上的负载电极。在各个其它实施例中，可包含具有水平结构的晶体管芯片。具有水平结构的晶体管芯片具有在一个表面上，即在其顶侧上的控制电极和负载电极。
[0032]晶体管芯片可从例如S1、SiC、SiGe、GaAs、GaN、AlGaN、InGaAs、InAlAs 等特定半导体材料制造，并且此外可包含不是半导体的无机和/或有机材料。本文考虑的晶体管芯片可以具有不同类型并且可通过不同技术来制造。本文考虑的晶体管芯片可以是功率晶体管芯片。
[0033]晶体管芯片可以具有允许做出与另外的部件(例如(多个)阻抗变换电路)和/或外部器件端子(例如器件输入端子、器件输出端子、器件功率端子)的电接触的电极(芯片焊盘)。该电极可包括被施加到晶体管芯片的一个或多个金属层并且可与晶体管芯片的有源区电连接。金属层可被制造有任何期望几何形状和任何期望材料构成。金属层可例如是覆盖一区域的层或地带的形式。通过示例的方式，可以将任何期望金属，例如Cu、N1、NiSn、Au、Ag、Pt、Pd、In、Sn和这些金属中的一个或多个的合金用作电极层材料。
[0034]本文考虑的晶体管芯片可例如被配置为LDM0S (横向扩散金属氧化物半导体)、MISFET(金属绝缘体半导体场效应晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、JFET (结型栅场效应晶体管)、HEMT (高电子迀移率晶体管)、或双极晶体管。
[0035]本文描述的电子RF功率器件可以包括输出阻抗变换电路。输出阻抗变换可以被提供来变换阻抗水平以获得更大的操作带宽并且减小RF损耗。输出阻抗变换还可被称为输出阻抗匹配。通过示例的方式，输出阻抗变换电路可通过被称为INSHIN(内部分流电感)的补偿电感来实现。输出阻抗变换电路可以连接在器件输出端子和地之间。即通过示例的方式，一个或多个解耦电容器可以在封装内提供并且可以连接在器件输出端子和地之间。
[0036]此外，本文描述的电子RF功率器件可包括输入阻抗变换电路。输入阻抗变换电路可用于变换电子RF功率器件的输入阻抗水平。输入阻抗变换电路可以通过连接到器件输入端子的一个或多个预先匹配电容器来实现，并且被提供在封装内。
[0037]根据一个方面，本文考虑的电子RF功率器件可以包括接合到晶体管芯片和输出器件端子的输出接触夹。通过使用这样的接触夹替代接合线，可消除在模制期间在晶体管芯片的负载电极(例如漏电极)上的引线偏移(wire sweep)ο此外，输出接触夹提供了与如本领域使用的常规金线相比使用较便宜夹材料(例如铜)的可能性。通过使用输出接触夹替代接合线的附加优点是可减小工艺周期时间，可简化制造工艺并且可获得更高效的热耗散。
[0038]此外，电子RF功率器件可以例如包括接合到器件输入端子和输入阻抗变换电路的第一输入接触夹，并且可例如还包括接合到输入阻抗变换电路和晶体管芯片的电极(例如栅电极)的第二输入接触夹。通过使用这样的第一和/或第二输入接触夹，针对器件的输入侧，还可获得针对器件的输出侧的上述各种优点。
[0039]根据另一方面，电子RF功率器件可以包括接合到输入阻抗变换电路和器件输入端子的第一接触夹和接合到输出阻抗变换电路和器件电源端子的第二接触夹中的至少一个，其中第一接触夹和第二接触夹中的至少一个包括由开口的图案形成的网状结构。通过设计第一和/或第二接触夹以包括具有开口图案的网状结构，可获得如上所述的相同优点(例如在模制期间的引线偏移的消除，便宜的接触夹材料、减小的制造工艺周期时间等)。此夕卜，网状结构可充当锁模机构以将在封装期间使用的模制材料(密封剂)更稳固地固定到电子RF功率器件内部结构(晶体管芯片、器件端子和在其间的内部布线)。附加优点可包括电信号速度的提高，制造容差的减小，更容易的