TW202407897A - 半導體功率元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種半導體功率元件，其包含陶瓷金屬複合電路基板、覆晶晶片以及金屬導熱蓋。陶瓷金屬複合電路基板包含第一導電金屬墊及第一導熱金屬墊，第一導熱金屬墊不電性連接第一導電金屬墊。覆晶晶片包含導電接墊及浮置導熱金屬墊，導電接墊電性連接第一導電金屬墊，且浮置導熱金屬墊不與導電接墊電性連接。金屬導熱蓋與陶瓷金屬複合電路基板共同形成一容置空間，且覆晶晶片位於容置空間內。藉此，金屬導熱蓋的保護效果不受高溫所影響，故可提升半導體功率元件的使用壽命。
Description
本發明是有關於一種半導體功率元件，尤其是有關於一種具有多面散熱效果的半導體功率元件。
在半導體材料中，材料的能隙大小實為重要的性質之一，能隙越大的半導體材料，其所能承受的電壓與電流強度也越高，能源轉換效率也越好。因此，業界致力於發展由氮化鎵（GaN）或碳化矽（SiC）等寬能隙（wide band gap，WBG）材料所製成的高功率晶片，並將高功率晶片應用於高壓、大電流以及高瓦數的產品中，如電動車快充裝置、車用逆變器與通電載板（on board charger）、或高壓電力系統等。
然而，目前業界仍主要採用環氧樹脂或BT樹脂（bismaleimide triazine resin）等樹脂材料進行封裝，上述封裝方式無法避免地以樹脂材料作為封裝主體，因樹脂材料無法將高功率晶片運作時所產生的高溫有效地導出，導致現有的高功率元件實際上很難順利地應用於上述高壓、大電流以及高瓦數的產品中，尤其是應用於單一晶片操作功率超過100瓦的產品中。有鑑於此，如何提升高功率元件的散熱效率，以避免高溫影響或損壞高功率元件，仍為待解決的問題。
為解決上述問題，本發明提供一種半導體功率元件，其利用金屬材料對晶片進行封裝，以迅速地傳遞熱量並避免運作中的晶片過熱。
本發明的一實施方式提供一種半導體功率元件，其包含一陶瓷金屬複合電路基板、一覆晶晶片以及一金屬導熱蓋。陶瓷金屬複合電路基板包含一陶瓷絕緣層、多個第一導電金屬墊及至少一第一導熱金屬墊。陶瓷絕緣層具有一第一側與一相對第一側的第二側，第一導電金屬墊設置於陶瓷絕緣層的第一側，第一導熱金屬墊設置於陶瓷絕緣層的第一側，並且不電性連接各第一導電金屬墊。覆晶晶片設置於陶瓷金屬複合電路基板上，並位於第一側，覆晶晶片包含一異質基板、一半導體結構層、複數個導電接墊及至少一浮置導熱金屬墊。半導體結構層設置於異質基板上。導電接墊設置於半導體結構層上，並電性連接半導體結構層與第一導電金屬墊，其中半導體結構層位於異質基板與導電接墊之間。浮置導熱金屬墊設置於半導體結構層上，並連接第一導熱金屬墊，其中半導體結構層位於異質基板與浮置導熱金屬墊之間，而浮置導熱金屬墊不與導電接墊及半導體結構層電性連接。金屬導熱蓋設置於陶瓷金屬複合電路基板上，金屬導熱蓋與陶瓷金屬複合電路基板共同形成一容置空間，覆晶晶片位於容置空間內，且異質基板與金屬導熱蓋連接。
據此，本發明的半導體功率元件透過設置陶瓷金屬複合電路基板以及金屬導熱蓋，使得覆晶晶片在高功率運作狀態下所產生的大量熱量能透過陶瓷金屬複合電路基板與金屬導熱蓋而迅速地向外排出。此外，金屬導熱蓋可作為保護覆晶晶片之用，其保護效果不受高溫所影響，故可提升半導體功率元件的使用壽命。
依據前述的半導體功率元件，其中，異質基板可為一藍寶石基板、一矽絕緣基板、一矽－氧化矽複合絕緣基板或一矽－氮化鎵複合絕緣基板。
依據前述的半導體功率元件，其中，陶瓷金屬複合電路基板更可包含多個第二導電金屬墊，可設置於陶瓷絕緣層的第二側，且第二導電金屬墊分別與第一導電金屬墊電性連接。再者，陶瓷金屬複合電路基板更可包含至少一第二導熱金屬墊，可設置於陶瓷絕緣層的第二側，並且不電性連接各第二導電金屬墊。
前述的半導體功率元件更可包含一填充劑，其可設置於覆晶晶片與陶瓷金屬複合電路基板之間，且填充劑可包覆第一導電金屬墊、第一導熱金屬墊、導電接墊與浮置導熱金屬墊。陶瓷金屬複合電路基板更可包含一圍壩，設置於陶瓷絕緣層的第一側，圍壩位於容置空間內且圍繞阻擋填充劑。
前述的半導體功率元件更可包含一填充劑，其可設置於容置空間內，且填充劑可覆蓋半導體結構層的側邊與異質基板的側邊。
依據前述的半導體功率元件，其中，填充劑的材料可包含一聚合物及一導熱粉體，且導熱粉體可選自由碳、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氧化鋁、氧化鋅及石墨烯所組成之群組。
依據前述的半導體功率元件，其中，導電接墊與第一導電金屬墊之間、浮置導熱金屬墊與第一導熱金屬墊之間、金屬導熱蓋與陶瓷金屬複合電路基板之間以及金屬導熱蓋與異質基板之間可採用一金屬鍵結所連接。所述金屬鍵結可由一金屬共晶方法或一金屬燒結方法所形成，且金屬共晶方法的材料可選自由金、金/錫、錫/銀/鉍、錫/銀/鉍/銅與錫/銀/銅所組成之群組。
前述的半導體功率元件更可包含一垂直式電晶體，可設置於陶瓷金屬複合電路基板上，並位於第一側且與覆晶晶片電性連接，垂直式電晶體包含一閘極、一汲極以及一源極，垂直式電晶體具有遠離陶瓷金屬複合電路基板的一第一面以及鄰近陶瓷金屬複合電路基板的一第二面，汲極可位於第一面且閘極與源極可位於第二面，或汲極可位於第二面且閘極與源極可位於第一面，且垂直式電晶體不與金屬導熱蓋直接連接。
依據前述的半導體功率元件，其中，陶瓷金屬複合電路基板更可包含一陶瓷環牆及多個導電延伸墊。陶瓷環牆可凸設於陶瓷絕緣層的第一側，且金屬導熱蓋可與陶瓷環牆連接。導電延伸墊可設置於陶瓷絕緣層的第一側，且分別電性連接第一導電金屬墊，導電延伸墊可局部埋設於陶瓷環牆與陶瓷絕緣層之間，且金屬導熱蓋不與導電延伸墊電性連接。
依據前述的半導體功率元件，其中，金屬導熱蓋可包含一外環牆及一內環牆，外環牆及內環牆均可與陶瓷絕緣層的第一側連接，且陶瓷金屬複合電路基板可包含一外框，其可設置於第一側並位於外環牆及內環牆之間，外框與外環牆及內環牆是以一金屬鍵結所連接。
依據前述的半導體功率元件，其中，覆晶晶片的材料可選自由氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁鎵及氮化銦鋁鎵所組成之群組。
下述將更詳細討論本發明各實施方式。然而，此實施方式可為各種發明概念的應用，可被具體實行在各種不同的特定範圍內。特定的實施方式是僅以說明為目的，且不受限於揭露的範圍。
此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示，並且重複的元件將可能使用相同的編號或類似的編號表示。若未特別敘明，前述重複的元件在不同實施方式或實施例中可具有相同的結構特徵，若有列出或繪出同一元件於不同實施方式或實施例中的差異處，則以說明及繪示者為準。
請參照第1圖，第1圖為本發明第一實施方式的半導體功率元件100的剖面示意圖。本發明第一實施方式提供一種半導體功率元件100，其包含一陶瓷金屬複合電路基板110、一覆晶晶片120以及一金屬導熱蓋130，覆晶晶片120與金屬導熱蓋130均設置於陶瓷金屬複合電路基板110上，且覆晶晶片120位於金屬導熱蓋130與陶瓷金屬複合電路基板110之間。
詳言之，陶瓷金屬複合電路基板110包含一陶瓷絕緣層111、多個第一導電金屬墊112以及至少一第一導熱金屬墊113。陶瓷絕緣層111具有一第一側111a與一相對第一側111a的第二側111b，而第一導電金屬墊112與第一導熱金屬墊113均設置於陶瓷絕緣層111的第一側111a，第一導電金屬墊112用以傳導覆晶晶片120的電流，且第一導熱金屬墊113用以吸收並傳遞覆晶晶片120所產生的熱量，藉此幫助覆晶晶片120散熱。
覆晶晶片120位於陶瓷絕緣層111的第一側111a。覆晶晶片120包含一異質基板121、一半導體結構層122、複數個導電接墊123以及至少一浮置（floating）導熱金屬墊124，半導體結構層122設置於異質基板121上，導電接墊123與浮置導熱金屬墊124均設置於半導體結構層122上，且浮置導熱金屬墊124連接第一導熱金屬墊113，使得半導體結構層122位於異質基板121與導電接墊123之間，以及位於異質基板121與浮置導熱金屬墊124之間。
覆晶晶片120的導電接墊123電性連接半導體結構層122與第一導電金屬墊112，藉此，電流可透過導電接墊123在覆晶晶片120與陶瓷金屬複合電路基板110之間進行傳遞。須特別說明的是，陶瓷金屬複合電路基板110的第一導熱金屬墊113不與各第一導電金屬墊112電性連接，且覆晶晶片120的浮置導熱金屬墊124不與導電接墊123及半導體結構層122電性連接，以避免電流通過第一導熱金屬墊113與浮置導熱金屬墊124。
換句話說，當覆晶晶片120通電時，浮置導熱金屬墊124與第一導熱金屬墊113不會直接影響覆晶晶片120的運作。如此一來，第一導熱金屬墊113與浮置導熱金屬墊124僅作為傳遞熱量之用，可確保其導熱效率不受電流的影響，以達到熱電傳遞路徑分離的效果。
覆晶晶片120的面積可為4 mm
2至144 mm
2，且覆晶晶片120的功率可大於或等於100瓦，較佳的使用功率範圍為100瓦至2000瓦間。覆晶晶片120的材料可選自由氮化鎵、氮化銦鎵（InGaN）、氮化鋁鎵（GaAlN）及氮化銦鋁鎵（InGaAlN）所組成之群組，亦可選用其他寬能隙的氮化物材料。因此，半導體功率元件100可應用於高壓、大電流以及高瓦數的產品中，並具備良好的散熱效率。
再者，陶瓷金屬複合電路基板110更可包含多個第二導電金屬墊114與至少一第二導熱金屬墊115，這些第二導電金屬墊114與第二導熱金屬墊115皆設置於陶瓷絕緣層111的第二側111b。第二導電金屬墊114分別與第一導電金屬墊112電性連接。透過第二導電金屬墊114與第二導熱金屬墊115，可將電流與熱量進一步往半導體功率元件100的外部傳遞。此外，第二導熱金屬墊115不電性連接各第二導電金屬墊114，第二導熱金屬墊115不參與覆晶晶片120的電性功能，頂多作為電性接地之用，以達到熱電傳遞路徑分離，而且第二導熱金屬墊115也不會直接影響覆晶晶片120的運作。
必須說明的是，陶瓷絕緣層111除了具有絕緣效果，確保電流僅於第一導電金屬墊112與第二導電金屬墊114之間流動外，陶瓷絕緣層111更具備導熱能力，因此，熱量可自第一導熱金屬墊113經過陶瓷絕緣層111後，抵達第二導熱金屬墊115並排出。
金屬導熱蓋130設置於陶瓷金屬複合電路基板110上，使得金屬導熱蓋130與陶瓷金屬複合電路基板110共同形成一容置空間S，覆晶晶片120位於容置空間S內，且異質基板121與金屬導熱蓋130連接，因此覆晶晶片120另可通過金屬導熱蓋130進行散熱，大幅增加了半導體功率元件100的散熱效率，從而達到多面散熱效果。
為了提升熱量的傳遞效率且避免覆晶晶片120因高溫而損壞，導電接墊123與第一導電金屬墊112之間、浮置導熱金屬墊124與第一導熱金屬墊113之間、金屬導熱蓋130與陶瓷金屬複合電路基板110之間以及金屬導熱蓋130與異質基板121之間可由金屬鍵結所連接，或者，半導體功率元件100中其他相互接合的金屬元件均可由金屬鍵結所連接。所述金屬鍵結可由一金屬燒結方法或一金屬共晶方法所形成，其中，金屬燒結方法可為銀燒結或銅燒結等，而金屬共晶方法的材料係選自由金、金/錫、錫/銀/鉍、錫/銀/鉍/銅與錫/銀/銅所組成之群組。
透過選用金屬材質的金屬導熱蓋130進行封裝，並以金屬鍵結的方式組合連接各元件，當覆晶晶片120在高功率的運作狀態時，金屬導熱蓋130與金屬鍵結均能承受覆晶晶片120所產生的高溫，且能夠有效傳導熱量。因此，相較於習知以樹脂材料進行封裝的半導體元件，本發明的半導體功率元件100更適用於高壓、大電流以及高瓦數的產品中。
覆晶晶片120的異質基板121可為一藍寶石基板、一矽絕緣基板、一矽－氧化矽複合絕緣基板、一矽－氮化鎵複合絕緣基板或其他絕緣材質所製成的基板。或者，異質基板121可以是非導體基板，也可以是非絕緣基板。例如，異質基板121可以是半導體基板，並含有多個載子，例如電子或電洞，金屬導熱蓋130可進一步設計為接地，以使異質基板121中的載子能透過金屬導熱蓋130而被中和。
請參照第2圖，第2圖為本發明第二實施方式的半導體功率元件200的剖面示意圖。第二實施方式的半導體功率元件200與第一實施方式的半導體功率元件100大致相同，其差異在於，半導體功率元件200的陶瓷金屬複合電路基板210包含多個（例如三個）第二導熱金屬墊215，其中兩個第二導熱金屬墊215分別透過一導熱元件216與金屬導熱蓋230連接，藉此幫助傳遞金屬導熱蓋230所吸收的熱量，能更進一步增加散熱效率。
請參照第3A圖，第3A圖為本發明第三實施方式的一實施例的半導體功率元件300a的剖面示意圖，第3B圖為本發明第三實施方式的另一實施例的半導體功率元件300b的剖面示意圖。第三實施方式的半導體功率元件300a、300b與第一實施方式的半導體功率元件100大致相同，其差異在於，半導體功率元件300a、300b更可包含一填充劑340。填充劑340設置於容置空間S內，且可覆蓋半導體結構層322的側邊與異質基板321的側邊。
詳言之，填充劑340可如第3A圖所示，僅包覆半導體結構層322的側邊與異質基板321的側邊，以保護半導體結構層322與異質基板321，並協助傳遞覆晶晶片320所產生的熱量，其中填充劑340可以不覆蓋半導體結構層322與異質基板321兩者側邊以外的表面。或者，填充劑340可如第3B圖所示，完全填滿容置空間S並接觸陶瓷金屬複合電路基板310。填充劑340的材料可包含一聚合物及一導熱粉體，且導熱粉體可選自由碳、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氧化鋁、氧化鋅及石墨烯所組成之群組，藉此提升導熱效果。
請參照第4圖，第4圖為本發明第四實施方式的半導體功率元件400的剖面示意圖。第四實施方式的半導體功率元件400與第一實施方式的半導體功率元件100大致相同，其差異在於，半導體功率元件400的陶瓷金屬複合電路基板410更可包含一圍壩417，其設置於陶瓷絕緣層411的第一側411a且位於容置空間S內，半導體功率元件400的填充劑440則可設置於覆晶晶片420與陶瓷金屬複合電路基板410之間，填充劑440包覆第一導電金屬墊412、第一導熱金屬墊413、導電接墊423與浮置導熱金屬墊424，且圍壩417可圍繞並阻擋填充劑440，避免填充劑440往周圍流動，進而確保填充劑440完全包覆覆晶晶片420與陶瓷金屬複合電路基板410的連接處。
請參照第5圖，第5圖為本發明第五實施方式的半導體功率元件500的剖面示意圖。第五實施方式的半導體功率元件500與第四實施方式的半導體功率元件400大致相同，其差異在於，半導體功率元件500的金屬導熱蓋530包含一外環牆531及一內環牆532，外環牆531及內環牆532均可與陶瓷絕緣層511的第一側511a連接。再者，陶瓷金屬複合電路基板510包含一外框518，其可設置於第一側511a並位於外環牆531及內環牆532之間，外框518與外環牆531及內環牆532可採用一金屬鍵結所連接，金屬鍵結的方式已於前述段落中說明，於此不再贅述。
詳言之，外環牆531及內環牆532之間可形成一凹槽（未標示），凹槽內可填充有前述金屬鍵結材料（未標示），再將陶瓷金屬複合電路基板510與金屬導熱蓋530蓋合，使外框518能設置於凹槽內，並埋入金屬鍵結材料中，如此一來，進行金屬燒結或金屬共晶時，外框518便能與金屬導熱蓋530緊密接合，使金屬導熱蓋530與陶瓷金屬複合電路基板510的連接處更加牢固，同時提升半導體功率元件500內部的氣密性。
請參照第6圖，第6圖為本發明第六實施方式的半導體功率元件600的剖面示意圖。第六實施方式的半導體功率元件600包含一陶瓷金屬複合電路基板610、一覆晶晶片620、一金屬導熱蓋630以及一垂直式電晶體650，垂直式電晶體650可以為矽功率元件，也可以為碳化矽功率元件，覆晶晶片620與垂直式電晶體650設置於陶瓷金屬複合電路基板610上，其利用陶瓷金屬複合電路基板610上的電路設計來電性連接覆晶晶片620與垂直式電晶體650，使覆晶晶片620與垂直式電晶體650可作為電路串疊（cascode）功能操作。
簡言之，垂直式電晶體650可位於陶瓷絕緣層611的第一側611a，垂直式電晶體650可包含一閘極651、一汲極652以及一源極653，垂直式電晶體650具有遠離陶瓷金屬複合電路基板610的一第一面以及鄰近陶瓷金屬複合電路基板610的一第二面，汲極652可位於第一面且閘極651與源極653可位於該第二面，而閘極651、汲極652與源極653可直接或透過導線與陶瓷金屬複合電路基板610電性連接。在其他實施方式中，汲極亦可位於第二面且閘極與源極可位於第一面，是以本發明並不以此為限。
垂直式電晶體650同樣位於容置空間S中，以確保垂直式電晶體650受到金屬導熱蓋630的保護。值得注意的是，垂直式電晶體650不與金屬導熱蓋630直接連接，避免覆晶晶片620與垂直式電晶體650同時連接金屬導熱蓋630而造成短路。為了使垂直式電晶體650所產生的熱量也能經由金屬導熱蓋630排除，可在垂直式電晶體650與金屬導熱蓋630之間加入填充劑640，即可在絕緣的情況下，將垂直式電晶體650的熱量傳遞至金屬導熱蓋630。
請參照第7圖，第7圖為本發明第七實施方式的半導體功率元件700的剖面示意圖。第七實施方式的半導體功率元件700與第六實施方式的半導體功率元件600大致相同，其差異在於，半導體功率元件700的陶瓷金屬複合電路基板710可不具有第二導電金屬墊，且第一導電金屬墊712可透過導電延伸墊719與外部元件進行電性連接，例如以金屬接腳770與外部元件進行電性連接，惟本發明並不以此為限。
請一併參照第8A圖及第8B圖，第8A圖為本發明第七實施方式的陶瓷金屬複合電路基板710的剖面示意圖，第8B圖為第8A圖的陶瓷金屬複合電路基板710的俯視示意圖。陶瓷金屬複合電路基板710更可包含一陶瓷環牆760與多個導電延伸墊719。陶瓷環牆760凸設於陶瓷絕緣層711的第一側711a，且金屬導熱蓋730與陶瓷環牆760連接。導電延伸墊719設置於陶瓷絕緣層711的第一側711a，且分別電性連接第一導電金屬墊712，導電延伸墊719局部埋設於陶瓷環牆760與陶瓷絕緣層711之間。藉此，陶瓷環牆760可位於金屬導熱蓋730與導電延伸墊719之間，使金屬導熱蓋730不與導電延伸墊719產生電性連接，以避免電路短路，此外，陶瓷環牆760仍具有導熱功能，故金屬導熱蓋730的熱量仍可傳遞至陶瓷金屬複合電路基板710並排除。
請參照第8C圖，第8C圖為第8A圖的陶瓷金屬複合電路基板710的仰視示意圖。由於陶瓷金屬複合電路基板710不包含第二導電金屬墊，因此第二導熱金屬墊715的面積較大，可有效提升散熱效果。
綜上所述，本發明的半導體功率元件透過設置陶瓷金屬複合電路基板以及金屬導熱蓋，使得覆晶晶片在高功率運作狀態下所產生的大量熱量能透過陶瓷金屬複合電路基板與金屬導熱蓋而迅速地向外排出。此外，金屬導熱蓋可作為保護覆晶晶片之用，其保護效果不受高溫所影響，故可提升半導體功率元件的使用壽命。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100,200,300a,300b,400,500,600,700:半導體功率元件
110,210,310,410,510,610,710:陶瓷金屬複合電路基板
111,411,511,611,711:陶瓷絕緣層
111a,411a,511a,611a,711a:第一側
111b:第二側
112,412,712:第一導電金屬墊
113,413:第一導熱金屬墊
114:第二導電金屬墊
115,215,715:第二導熱金屬墊
120,320,420,620:覆晶晶片
121,321:異質基板
122,322:半導體結構層
123,423:導電接墊
124,424:浮置導熱金屬墊
130,230,530,630,730:金屬導熱蓋
216:導熱元件
340,440,640:填充劑
417:圍壩
518:外框
531:外環牆
532:內環牆
650:垂直式電晶體
651:閘極
652:汲極
653:源極
719:導電延伸墊
760:陶瓷環牆
770:金屬接腳
S:容置空間
為讓本發明的上述特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下：
第1圖為本發明第一實施方式的半導體功率元件的剖面示意圖；
第2圖為本發明第二實施方式的半導體功率元件的剖面示意圖；
第3A圖為本發明第三實施方式的一實施例的半導體功率元件的剖面示意圖；
第3B圖為本發明第三實施方式的另一實施例的半導體功率元件的剖面示意圖；
第4圖為本發明第四實施方式的半導體功率元件的剖面示意圖；
第5圖為本發明第五實施方式的半導體功率元件的剖面示意圖；
第6圖為本發明第六實施方式的半導體功率元件的剖面示意圖；
第7圖為本發明第七實施方式的半導體功率元件的剖面示意圖；
第8A圖為本發明第七實施方式的陶瓷金屬複合電路基板的剖面示意圖；
第8B圖為第8A圖的陶瓷金屬複合電路基板的俯視示意圖；以及
第8C圖為第8A圖的陶瓷金屬複合電路基板的仰視示意圖。
100:半導體功率元件
110:陶瓷金屬複合電路基板
111:陶瓷絕緣層
111a:第一側
111b:第二側
112:第一導電金屬墊
113:第一導熱金屬墊
114:第二導電金屬墊
115:第二導熱金屬墊
120:覆晶晶片
121:異質基板
122:半導體結構層
123:導電接墊
124:浮置導熱金屬墊
130:金屬導熱蓋
S:容置空間
Claims (14)
- 一種半導體功率元件，包含： 一陶瓷金屬複合電路基板，包含： 一陶瓷絕緣層，具有一第一側與一相對該第一側的第二側； 多個第一導電金屬墊，設置於該陶瓷絕緣層的該第一側；及 至少一第一導熱金屬墊，設置於該陶瓷絕緣層的該第一側，並且不電性連接各該第一導電金屬墊； 一覆晶晶片，設置於該陶瓷金屬複合電路基板上，並位於該第一側，其中該覆晶晶片包含： 一異質基板； 一半導體結構層，設置於該異質基板上； 複數個導電接墊，設置於該半導體結構層上，並電性連接該半導體結構層與該些第一導電金屬墊，其中該半導體結構層位於該異質基板與該些導電接墊之間；及 至少一浮置導熱金屬墊，設置於該半導體結構層上並連接該至少一第一導熱金屬墊，其中該半導體結構層位於該異質基板與該至少一浮置導熱金屬墊之間，而該至少一浮置導熱金屬墊不與該些導電接墊及該半導體結構層電性連接；以及 一金屬導熱蓋，設置於該陶瓷金屬複合電路基板上，該金屬導熱蓋與該陶瓷金屬複合電路基板共同形成一容置空間，該覆晶晶片位於該容置空間內，且該異質基板與該金屬導熱蓋連接。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，其中該異質基板為一藍寶石基板、一矽絕緣基板、一矽－氧化矽複合絕緣基板或一矽－氮化鎵複合絕緣基板。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，其中該陶瓷金屬複合電路基板更包含多個第二導電金屬墊，設置於該陶瓷絕緣層的該第二側，且該些第二導電金屬墊分別與該些第一導電金屬墊電性連接。
- 如請求項3所述的半導體功率元件，其中該陶瓷金屬複合電路基板更包含至少一第二導熱金屬墊，設置於該陶瓷絕緣層的該第二側，並且不電性連接各該第二導電金屬墊。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，更包含： 一填充劑，設置於該覆晶晶片與該陶瓷金屬複合電路基板之間，且該填充劑包覆該些第一導電金屬墊、該第一導熱金屬墊、該些導電接墊與該浮置導熱金屬墊； 其中，該陶瓷金屬複合電路基板更包含一圍壩，設置於該陶瓷絕緣層的該第一側，該圍壩位於該容置空間內且圍繞阻擋該填充劑。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，更包含： 一填充劑，設置於該容置空間內，且該填充劑覆蓋該半導體結構層的側邊與該異質基板的側邊。
- 如請求項5或請求項6所述的半導體功率元件，其中該填充劑的材料包含一聚合物及一導熱粉體，且該導熱粉體選自由碳、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氧化鋁、氧化鋅及石墨烯所組成之群組。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，其中該些導電接墊與該些第一導電金屬墊之間、該至少一浮置導熱金屬墊與該至少一第一導熱金屬墊之間、該金屬導熱蓋與該陶瓷金屬複合電路基板之間以及該金屬導熱蓋與該異質基板之間是以一金屬鍵結所連接。
- 如請求項8所述的半導體功率元件，其中該金屬鍵結是由一金屬共晶方法或一金屬燒結方法所形成，且該金屬共晶方法的材料係選自由金、金/錫、錫/銀/鉍、錫/銀/鉍/銅與錫/銀/銅所組成之群組。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，更包含： 一垂直式電晶體，設置於該陶瓷金屬複合電路基板上，並位於該第一側且與該覆晶晶片電性連接，該垂直式電晶體包含一閘極、一汲極以及一源極，該垂直式電晶體具有遠離該陶瓷金屬複合電路基板的一第一面以及鄰近該陶瓷金屬複合電路基板的一第二面，該汲極位於該第一面且該閘極與該源極位於該第二面，且該垂直式電晶體不與該金屬導熱蓋直接連接。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，更包含： 一垂直式電晶體，設置於該陶瓷金屬複合電路基板上，並位於該第一側且與該覆晶晶片電性連接，該垂直式電晶體包含一閘極、一汲極以及一源極，該垂直式電晶體具有遠離該陶瓷金屬複合電路基板的一第一面以及鄰近該陶瓷金屬複合電路基板的一第二面，該汲極位於該第二面且該閘極與該源極位於該第一面，且該垂直式電晶體不與該金屬導熱蓋直接連接。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，其中該陶瓷金屬複合電路基板更包含： 一陶瓷環牆，凸設於該陶瓷絕緣層的該第一側，且該金屬導熱蓋與該陶瓷環牆連接；以及 多個導電延伸墊，設置於該陶瓷絕緣層的該第一側，且分別電性連接該些第一導電金屬墊，該些導電延伸墊局部埋設於該陶瓷環牆與該陶瓷絕緣層之間，且該金屬導熱蓋不與該些導電延伸墊電性連接。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，其中該金屬導熱蓋包含一外環牆及一內環牆，該外環牆及該內環牆均與該陶瓷絕緣層的該第一側連接，且該陶瓷金屬複合電路基板包含一外框，其設置於該第一側並位於該外環牆及該內環牆之間，該外框與該外環牆及該內環牆是以一金屬鍵結所連接。
- 如請求項1所述的半導體功率元件，其中該覆晶晶片的材料選自由氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁鎵及氮化銦鋁鎵所組成之群組。
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