JP2022533082A - 半導体デバイス、その製造方法、及び半導体パッケージ構造 - Google Patents
半導体デバイス、その製造方法、及び半導体パッケージ構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022533082A JP2022533082A JP2021567830A JP2021567830A JP2022533082A JP 2022533082 A JP2022533082 A JP 2022533082A JP 2021567830 A JP2021567830 A JP 2021567830A JP 2021567830 A JP2021567830 A JP 2021567830A JP 2022533082 A JP2022533082 A JP 2022533082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grid
- drain
- contact electrode
- electrically connected
- source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 277
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 108
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 17
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 127
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 6
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 6
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003877 atomic layer epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 238000009739 binding Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004050 hot filament vapor deposition Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
- H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49503—Lead-frames or other flat leads characterised by the die pad
- H01L23/49506—Lead-frames or other flat leads characterised by the die pad an insulative substrate being used as a diepad, e.g. ceramic, plastic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49517—Additional leads
- H01L23/4952—Additional leads the additional leads being a bump or a wire
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/401—Multistep manufacturing processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7786—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
- H01L2224/0601—Structure
- H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49517—Additional leads
- H01L23/49531—Additional leads the additional leads being a wiring board
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L29/2003—Nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
- H01L29/4175—Source or drain electrodes for field effect devices for lateral devices where the connection to the source or drain region is done through at least one part of the semiconductor substrate thickness, e.g. with connecting sink or with via-hole
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66446—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET]
- H01L29/66462—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET] with a heterojunction interface channel or gate, e.g. HFET, HIGFET, SISFET, HJFET, HEMT
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
上記多層半導体層は、上記基板の片側に位置し、上記多層半導体層には二次元電子ガスが形成され、
上記第1ソース、上記第1グリッド、及び上記第1ドレインは、上記多層半導体層の上記基板から離間する側に位置するとともに、上記多層半導体層のアクティブ領域内に位置し、上記第1グリッドは、上記第1ソースと上記第1ドレインとの間に位置し、
上記グリッド背面接触電極は、上記基板の上記多層半導体層から離間する側に位置し、
上記グリッド背面接触電極は、上記第1グリッドに電気的に接続される。
上記グリッド接触電極の上記基板における垂直投影は、上記グリッド貫通孔構造の上記基板における垂直投影をカバーし、上記第1グリッドは、上記グリッド接触電極及びグリッド貫通孔構造を介して上記グリッド背面接触電極に電気的に接続される。
上記ドレイン接触電極の上記基板における垂直投影は、上記ドレイン貫通孔構造の上記基板における垂直投影をカバーし、上記第1ドレインは、上記ドレイン接触電極及び上記ドレイン貫通孔構造を介して上記ドレイン背面接触電極に電気的に接続される。
スイッチングトランジスタをさらに含み、
上記スイッチングトランジスタは、第2ソースと、第2グリッドと、第2ドレインとを含み、
上記第1ソースと上記第2ドレインとは電気的に接続され、上記第1グリッドと上記第2ソースとは電気的に接続され、上記第1ドレインにドレイン信号が入力され、上記第1グリッド及び上記第2ソースにソース信号が入力され、上記第2グリッドにグリッド信号が入力され、
上記第1ソースと上記第2ドレインとは、密着して設けられるとともに、電気的に接続され、或いは、
上記半導体パッケージ構造は、接続構造をさらに含み、
上記第1グリッド及び上記第2ソースは、それぞれ上記接続構造に電気的に接続され、上記第1グリッドに電気的に接続される上記グリッド背面接触電極は、上記接続構造の表面に密着して設けられる半導体パッケージ構造がさらに提供される。
上記接続構造は、フレームと、上記フレームの第1表面に位置するソース信号入力端子を含み、上記グリッド背面接触電極と上記ソース信号入力端子とは、密着して設けられるとともに、電気的に接続され、上記第2ソースと上記ソース信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続される。
上記第2ソース及び上記第2ドレインは、上記スイッチングトランジスタの背向する表面に位置し、
上記第1ソースと上記表面接続層とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、
上記第2ドレインは、上記表面接続層に密着して設けられ、上記第1ドレインと上記ドレイン信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、上記第2グリッドと上記グリッド信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続される。
上記第1グリッドは、上記グリッド貫通孔構造を介して上記グリッド背面接触電極に電気的に接続され、上記第1ドレインは、上記ドレイン貫通孔構造を介して上記ドレイン背面接触電極に電気的に接続され、
上記第2ソース及び上記第2ドレインは、上記スイッチングトランジスタの背向する表面に位置し、
上記第1ソースと上記第2ドレインは、密着して設けられるとともに電気的に接続される。
上記第1グリッドと上記ソース信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、上記第2ソースと上記ソース信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、上記第1ドレインと上記ドレイン信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、上記第2グリッドと上記グリッド信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続される。
基板を提供することと、
上記基板の片側に多層半導体層を製造し、上記多層半導体層に二次元電子ガスが形成されることと、
上記多層半導体層の上記基板から離間する側であって、上記多層半導体層のアクティブ領域内に第1ソース、第1グリッド及び第1ドレインを製造し、上記第1グリッドは、上記第1ソースと上記第1ドレインとの間に位置することと、
上記基板の上記多層半導体層から離間する側にグリッド背面接触電極を製造し、上記第1グリッドと上記グリッド背面接触電極とが電気的に接続されることを含む。
上記第1グリッドは、上記グリッド貫通孔構造を介して上記グリッド背面接触電極に電気的に接続される。
上記第1ドレインと上記ドレイン背面接触電極とは電気的に接続される。
上記第1ドレインは、上記ドレイン貫通孔構造を介して上記ドレイン背面接触電極に電気的に接続される。
多層半導体層20は、基板10の片側に位置し、多層半導体層20に二次元電子ガス2DEGが形成される。
第1ソース31、第1グリッド32及び第1ドレイン33は、多層半導体層20の基板10から離間する側に位置するとともに、多層半導体層20のアクティブ領域a内に位置し、第1グリッド32は第1ソース31と第1ドレイン33との間に位置する。
グリッド背面接触電極51は、基板10の多層半導体層20から離間する側に位置する。
グリッド背面接触電極51と第1グリッド32とは電気的に接続され、これによって、グリッド背面接触電極51と第1グリッド32の等電位化が実現される。
さらに、図4及び図5に示すように、本発明の実施例に係る半導体デバイスは、第1ドレイン33が多層半導体層20のパッシブ領域bに延在して形成されるドレイン接触電極35をさらに含んでもよい。パッシブ領域bは、アクティブ領域aを取り囲んで設けられる。ドレイン接触電極35の基板10における垂直投影は、ドレイン貫通孔構造42の基板10における垂直投影をカバーする。第1ドレイン33は、ドレイン接触電極35及びドレイン貫通孔構造42を介してドレイン背面接触電極52に電気的に接続される。
同様の発明思想に基づいて、本発明の実施例は、半導体パッケージ構造をさらに提供する。半導体パッケージ構造は、カスコード構造を採用することができる。図6は、本発明の実施例に係るカスコード構造を用いた半導体パッケージ構造の回路模式図である。図7は、本発明の実施例に係る半導体パッケージ構造の構造模式図である。図8は、本発明の実施例に係る別の半導体パッケージ構造の構造模式図である。図6、図7及び図8に示すように、本発明の実施例に係る半導体パッケージ構造は、上記実施例に記載の半導体パッケージ構造100を含み、さらにスイッチングトランジスタ200をさらに含む。スイッチングトランジスタ200は、第2ソース61、第2グリッド62及び第2ドレイン63を含む。第1ソース31と第2ドレイン63とは電気的に接続され、第1グリッド32と第2ソース61とは電気的に接続される。第1ドレイン33はドレイン信号に接続され、第1グリッド32及び第2ソース61はソース信号に接続され、第2グリッド62はグリッド信号に接続される。第1ソース31と第2ドレイン63とは密着して設けられるとともに電気的に接続される(図7)。或いは、半導体パッケージ構造は、接続構造70をさらに含む。第1グリッド32及び第2ソース61はそれぞれ接続構造70に電気的に接続され、第1グリッド32に電気的に接続されるグリッド背面接触電極51は接続構造70の表面に密着して設けられる(図8)。
S110:基板を提供する。
基板の片側に核形成層を製造することと、
核形成層の基板から離間する側にバッファ層を製造することと、
バッファ層の核形成層から離間する側にチャネル層を製造することと、
チャネル層のバッファ層から離間する側にバリア層を製造し、バリア層とチャネル層とがヘテロ接合構造を形成し、ヘテロ接合界面に二次元電子ガスを形成することと、
を含む。
基板の多層半導体層から離間する側にドレイン背面接触電極を製造し、第1ドレインとドレイン背面接触電極とが電気的に接続されることを含んでもよい。
Claims (17)
- 基板と、多層半導体層と、第1ソースと、第1グリッドと、第1ドレインと、グリッド背面接触電極と、を含む半導体デバイスであって、
前記多層半導体層は、前記基板の片側に位置し、前記多層半導体層には二次元電子ガスが形成され、
前記第1ソース、前記第1グリッド、及び前記第1ドレインは、前記多層半導体層の前記基板から離間する側に位置するとともに、前記多層半導体層のアクティブ領域内に位置し、前記第1グリッドは、前記第1ソースと前記第1ドレインとの間に位置し、
前記グリッド背面接触電極は、前記基板の前記多層半導体層から離間する側に位置し、
前記グリッド背面接触電極は、前記第1グリッドに電気的に接続されることを特徴とする、半導体デバイス。 - 前記グリッド背面接触電極の前記基板における垂直投影は、前記第1グリッドの前記基板における垂直投影の少なくとも一部をカバーすることを特徴とする、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記グリッド背面接触電極の前記基板における投影面積は、前記アクティブ領域内の前記第1ソース、前記第1グリッド及び前記第1ドレインの前記基板における垂直投影面積の和よりも大きいことを特徴とする、請求項2に記載の半導体デバイス。
- 前記基板と前記多層半導体層とを貫通するグリッド貫通孔構造をさらに含み、
前記第1グリッドは、前記グリッド貫通孔構造を介して前記グリッド背面接触電極に電気的に接続されることを特徴とする、請求項1に記載の半導体デバイス。 - 前記第1グリッドが前記多層半導体層のパッシブ領域に延在して形成されるグリッド接触電極をさらに含み、
前記グリッド接触電極の前記基板における垂直投影は、前記グリッド貫通孔構造の前記基板における垂直投影をカバーし、
前記第1グリッドは、前記グリッド接触電極及びグリッド貫通孔構造を介して前記グリッド背面接触電極に電気的に接続されることを特徴とする、請求項4に記載の半導体デバイス。 - 前記基板と前記多層半導体層とを貫通するドレイン貫通孔構造、及び前記基板の前記多層半導体層から離間する側に位置するドレイン背面接触電極をさらに含み、
前記第1ドレインは、前記ドレイン貫通孔構造を介して前記ドレイン背面接触電極に電気的に接続されることを特徴とする、請求項1に記載の半導体デバイス。 - 前記第1ドレインが前記多層半導体層のパッシブ領域に延在して形成されるドレイン接触電極をさらに含み、
前記ドレイン接触電極の前記基板における垂直投影は、前記ドレイン貫通孔構造の前記基板における垂直投影をカバーし、
前記第1ドレインは、前記ドレイン接触電極及び前記ドレイン貫通孔構造を介して前記ドレイン背面接触電極に電気的に接続されることを特徴とする、請求項6に記載の半導体デバイス。 - 前記グリッド背面接触電極と前記ドレイン背面接触電極とは、同層に絶縁して設けられることを特徴とする、請求項6に記載の半導体デバイス。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体デバイスを含む半導体パッケージ構造であって、
スイッチングトランジスタをさらに含み、
前記スイッチングトランジスタは、第2ソースと、第2グリッドと、第2ドレインとを含み、
前記第1ソースと前記第2ドレインとは電気的に接続され、前記第1グリッドと前記第2ソースとは電気的に接続され、前記第1ドレインにドレイン信号が入力され、前記第1グリッド及び前記第2ソースにソース信号が入力され、前記第2グリッドにグリッド信号が入力され、
前記第1ソースと前記第2ドレインとは、密着して設けられるとともに、電気的に接続され、或いは、
前記半導体パッケージ構造は、接続構造をさらに含み、
前記第1グリッド及び前記第2ソースは、それぞれ前記接続構造に電気的に接続され、前記第1グリッドに電気的に接続される前記グリッド背面接触電極は、前記接続構造の表面に密着して設けられることを特徴とする、半導体パッケージ構造。 - 前記半導体デバイスは、前記基板と前記多層半導体層とを貫通するグリッド貫通孔構造を含み、
前記第1グリッドは、前記グリッド貫通孔構造を介して前記グリッド背面接触電極に電気的に接続され、
前記接続構造は、フレームと、前記フレームの第1表面に位置するソース信号入力端子を含み、
前記グリッド背面接触電極と前記ソース信号入力端子とは、密着して設けられるとともに、電気的に接続され、
前記第2ソースと前記ソース信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続されることを特徴とする、請求項9に記載の半導体パッケージ構造。 - グリッド信号入力端子と、ドレイン信号入力端子と、支持シートとをさらに含み、
前記支持シートは、背向するとともに互いに絶縁した第2表面と第3表面とを含み、
前記第3表面は、前記第1表面に密着して設けられ、前記第2表面には、表面接続層が設けられ、
前記第2ソース及び前記第2ドレインは、前記スイッチングトランジスタの背向する表面に位置し、
前記第1ソースと前記表面接続層とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、
前記第2ドレインは、前記表面接続層に密着して設けられ、
前記第1ドレインと前記ドレイン信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、前記第2グリッドと前記グリッド信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続されることを特徴とする、請求項10に記載の半導体パッケージ構造。 - 前記半導体デバイスは、前記基板と前記多層半導体層とを貫通するグリッド貫通孔構造及びドレイン貫通孔構造、並びに前記基板の前記多層半導体層から離間する側に位置するドレイン背面接触電極を含み、
前記第1グリッドは、前記グリッド貫通孔構造を介して前記グリッド背面接触電極に電気的に接続され、前記第1ドレインは、前記ドレイン貫通孔構造を介して前記ドレイン背面接触電極に電気的に接続され、
前記第2ソース及び前記第2ドレインは、前記スイッチングトランジスタの背向する表面に位置し、
前記第1ソースと前記第2ドレインは、密着して設けられるとともに電気的に接続されることを特徴とする、請求項9に記載の半導体パッケージ構造。 - ソース信号入力端子と、グリッド信号入力端子と、ドレイン信号入力端子とをさらに含み、
前記第1グリッドと前記ソース信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、前記第2ソースと前記ソース信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、前記第1ドレインと前記ドレイン信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続され、前記第2グリッドと前記グリッド信号入力端子とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続されることを特徴とする、請求項12に記載の半導体パッケージ構造。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体デバイスを製造するための半導体デバイスの製造方法であって、
基板を提供することと、
前記基板の片側に多層半導体層を製造し、前記多層半導体層に二次元電子ガスが形成されることと、
前記多層半導体層の前記基板から離間する側であって、前記多層半導体層のアクティブ領域内に第1ソース、第1グリッド及び第1ドレインを製造し、前記第1グリッドは、前記第1ソースと前記第1ドレインとの間に位置することと、
前記基板の前記多層半導体層から離間する側にグリッド背面接触電極を製造し、前記第1グリッドと前記グリッド背面接触電極とは電気的に接続されることと、
を含むことを特徴とする、製造方法。 - 前記基板と前記多層半導体層とを貫通するグリッド貫通孔構造を製造することをさらに含み、
前記第1グリッドは、前記グリッド貫通孔構造を介して前記グリッド背面接触電極に電気的に接続されることを特徴とする、
請求項14に記載の製造方法。 - 前記基板の前記多層半導体層から離間する側に、ドレイン背面接触電極を製造することをさらに含み、
前記第1ドレインと前記ドレイン背面接触電極とは電気的に接続されることを特徴とする、
請求項14に記載の製造方法。 - 前記基板と前記多層半導体層とを貫通するドレイン貫通孔構造を製造することをさらに含み、
前記第1ドレインは、前記ドレイン貫通孔構造を介して前記ドレイン背面接触電極に電気的に接続されることを特徴とする、
請求項16に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910464881.5 | 2019-05-30 | ||
CN201910464881.5A CN112018175B (zh) | 2019-05-30 | 2019-05-30 | 一种半导体器件及其制备方法、半导体封装结构 |
PCT/CN2020/093724 WO2020239122A1 (zh) | 2019-05-30 | 2020-06-01 | 半导体器件、其制备方法及半导体封装结构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022533082A true JP2022533082A (ja) | 2022-07-21 |
JP7436514B2 JP7436514B2 (ja) | 2024-02-21 |
Family
ID=73502086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021567830A Active JP7436514B2 (ja) | 2019-05-30 | 2020-06-01 | 半導体デバイス、その製造方法、及び半導体パッケージ構造 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220231157A1 (ja) |
JP (1) | JP7436514B2 (ja) |
CN (1) | CN112018175B (ja) |
WO (1) | WO2020239122A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114744024B (zh) * | 2022-06-13 | 2022-08-26 | 深圳市时代速信科技有限公司 | 一种半导体器件及其制备方法 |
CN117747654A (zh) * | 2022-09-14 | 2024-03-22 | 乂馆信息科技(上海)有限公司 | 一种新型拓扑的hemt器件 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010165789A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Panasonic Corp | 半導体集積回路およびその製造方法 |
JP2013062298A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置 |
JP2016532321A (ja) * | 2013-12-13 | 2016-10-13 | 蘇州能訊高能半導体有限公司Dynax Semiconductor,Inc. | 半導体デバイス及びその製造方法 |
US20170025339A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-26 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor component and method of manufacture |
CN107104142A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-29 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 高阻衬底上的GaNHEMT管芯结构 |
JP2022525654A (ja) * | 2019-03-21 | 2022-05-18 | トランスフォーム テクノロジー,インコーポレーテッド | Iii族窒化物デバイスのための集積設計 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011040597A (ja) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US8958189B1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-17 | Infineon Technologies Austria Ag | High-voltage semiconductor switch and method for switching high voltages |
CN103943677B (zh) * | 2014-04-16 | 2016-08-17 | 中国科学院半导体研究所 | 一种芯片尺寸级氮化镓基晶体管及其制备方法 |
CN106981423B (zh) * | 2017-04-12 | 2019-08-02 | 成都海威华芯科技有限公司 | 基于Si衬底外延SiC基GaN HEMT的工艺方法 |
CN109004820B (zh) * | 2018-08-08 | 2020-02-04 | 电子科技大学 | 适用于GaN功率器件高速栅驱动的开关自举充电电路 |
CN109326588B (zh) * | 2018-08-21 | 2024-04-05 | 中山市华南理工大学现代产业技术研究院 | 一种GaN基级联功率器件及其封装方法 |
-
2019
- 2019-05-30 CN CN201910464881.5A patent/CN112018175B/zh active Active
-
2020
- 2020-06-01 JP JP2021567830A patent/JP7436514B2/ja active Active
- 2020-06-01 WO PCT/CN2020/093724 patent/WO2020239122A1/zh active Application Filing
- 2020-06-01 US US17/614,972 patent/US20220231157A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010165789A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Panasonic Corp | 半導体集積回路およびその製造方法 |
JP2013062298A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置 |
JP2016532321A (ja) * | 2013-12-13 | 2016-10-13 | 蘇州能訊高能半導体有限公司Dynax Semiconductor,Inc. | 半導体デバイス及びその製造方法 |
US20170025339A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-26 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor component and method of manufacture |
CN107104142A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-29 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 高阻衬底上的GaNHEMT管芯结构 |
JP2022525654A (ja) * | 2019-03-21 | 2022-05-18 | トランスフォーム テクノロジー,インコーポレーテッド | Iii族窒化物デバイスのための集積設計 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220231157A1 (en) | 2022-07-21 |
WO2020239122A1 (zh) | 2020-12-03 |
JP7436514B2 (ja) | 2024-02-21 |
CN112018175A (zh) | 2020-12-01 |
CN112018175B (zh) | 2022-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9871107B2 (en) | Device with a conductive feature formed over a cavity and method therefor | |
US7339206B2 (en) | Field effect transistor including a group III-V compound semiconductor layer | |
US7508014B2 (en) | Field effect transistor including a gate electrode and an additional electrode | |
JP5949527B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法、電源装置、高周波増幅器 | |
JP2012178416A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP2007537594A (ja) | 複数のフィールドプレートを有するワイドバンドギャップトランジスタ | |
US11881479B2 (en) | Nitride semiconductor device | |
JP2016163017A (ja) | 半導体装置及びその製造方法、電源装置、高周波増幅器 | |
JP5383059B2 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
US8003975B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and method for fabricating the same | |
US20240038848A1 (en) | Method of Fabricating a Semiconductor Device | |
JP2017228621A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP2022533082A (ja) | 半導体デバイス、その製造方法、及び半導体パッケージ構造 | |
JP6996241B2 (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法、電源装置、高周波増幅器 | |
CN112736136B (zh) | 一种半导体器件及其制备方法 | |
JP2012182386A (ja) | パッケージ | |
CN102651334A (zh) | 半导体装置及用于制造半导体装置的方法 | |
JP2021114590A (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法及び電子装置 | |
US20230352424A1 (en) | Transistor including a discontinuous barrier layer | |
WO2024060046A1 (en) | Nitride-based semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2022170890A (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法及び電子装置 | |
JP2022081809A (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法及び電子装置 | |
JP2021145050A (ja) | 半導体装置 | |
CN115863420A (zh) | 一种半导体器件及其制备方法 | |
JP2011250360A (ja) | 高周波モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221220 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230320 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230815 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240208 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7436514 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |