本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種低雜散電感g(shù)an器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、氮化鎵(gan)作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，在高溫、高壓、特別是高頻特性等應(yīng)用場合其特性都要優(yōu)于現(xiàn)有的si基半導(dǎo)體器件。

2、gan器件的開關(guān)速度極高，現(xiàn)在一般都是使用傳統(tǒng)引線鍵合(如圖1所示)封裝形式會帶來較大的封裝雜散電感，繼而產(chǎn)生顯著的開關(guān)損耗、電壓過沖等問題，這限制了gan器件的高頻應(yīng)用需求。

3、雜散電感是由于不同線路之間存在自感和互感現(xiàn)象而呈現(xiàn)出來的等效電感，且雜散電感是閉合環(huán)路的固有屬性，有電流通過的地方就有雜散電感，所以只能通過產(chǎn)品封裝設(shè)計、封裝技術(shù)將其減小而不能完全消除。

4、現(xiàn)有的cascode(共源共柵)結(jié)構(gòu)gan器件一般都是使用傳統(tǒng)引線鍵合(如圖1-8/9/10/11/12)封裝形式，鍵合線產(chǎn)生的雜散電感通常在納亨(nh)級別。以引線鍵合封裝型式的to封裝為例，如圖2所示，該結(jié)構(gòu)中引線數(shù)量較多、引線長度累積偏長、引線與芯片接觸的有效面積偏小等都會帶來較大的封裝雜散電感l(wèi)1+l2+l3＞10nh，繼而產(chǎn)生顯著的開關(guān)損耗、電壓過沖等問題，這限制了gan器件的高頻特性應(yīng)用需求。

5、以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請的現(xiàn)有技術(shù)，也不必然會給出技術(shù)教導(dǎo)；在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請的申請日之前已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評價本技術(shù)的新穎性和創(chuàng)造性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種低雜散電感g(shù)an器件及其制備方法，能夠有效地降低gan器件的雜散電感、提高其高頻性能。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種低雜散電感g(shù)an器件，包括引線框架基座、gan芯片和mos芯片；

4、其中，所述引線框架基座包括基座本體、gan器件的柵極、gan器件的源極和gan器件的漏極，所述基座本體上設(shè)置有第一導(dǎo)電區(qū)，所述第一導(dǎo)電區(qū)與所述gan器件的源極電連接；

5、所述gan芯片的正面設(shè)置有第一源極窗口和其漏極，所述第一源極窗口中任意一點被配置為所述gan芯片的源極，所述第一源極窗口的尺寸大于所述mos芯片的尺寸；

6、所述gan芯片設(shè)置在所述基座本體上，并且所述gan芯片的漏極通過第一金屬線與所述gan器件的漏極電連接，所述gan芯片的柵極與所述第一導(dǎo)電區(qū)電連接；

7、所述mos芯片的背面設(shè)置有其漏極，所述mos芯片的正面設(shè)置有其柵極和源極，所述mos芯片設(shè)置在所述第一源極窗口內(nèi)，并且所述mos芯片的背面與所述第一源極窗口貼合連接，所述mos芯片的漏極與所述第一源極窗口電連接；

8、所述mos芯片的源極通過第二金屬線與所述第一導(dǎo)電區(qū)電連接，所述mos芯片的柵極通過第三金屬線與所述gan器件的柵極電連接；

9、所述第一金屬線、第二金屬線、第三金屬線和第四金屬線的數(shù)量均為1個。

10、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述gan芯片的正面還設(shè)置有第一柵極窗口和第一漏極窗口，所述第一柵極窗口中任意一點被配置為所述gan芯片的柵極，所述第一漏極窗口中任意一點被配置為所述gan芯片的漏極；

11、所述mos芯片正面設(shè)置第二源極窗口和第二柵極窗口，所述第二源極窗口中任意一點被配置為所述mos芯片的源極，所述第二柵極窗口中任意一點被配置為所述mos芯片的柵極；

12、所述第一柵極窗口通過第四金屬線與所述第一導(dǎo)電區(qū)電連接，或者，所述第一柵極窗口通過第五金屬線與所述第二源極窗口電連接。

13、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一漏極窗口通過第一金屬線與所述gan器件的漏極電連接，并且所述第一金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第一漏極窗口；和/或，

14、所述第二源極窗口通過第二金屬線與所述gan器件的漏極電連接，并且所述第二金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二源極窗口；和/或，

15、所述第二柵極窗口通過第三金屬線與所述gan器件的柵極電連接，并且所述第三金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二柵極窗口連接；和/或，

16、所述第一柵極窗口通過第四金屬線與所述第一導(dǎo)電區(qū)電連接，并且所述第四金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第一柵極窗口連接。

17、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一漏極窗口通過第一金屬線與所述gan器件的漏極電連接，并且所述第一金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第一漏極窗口；和/或，

18、所述第二源極窗口通過第二金屬線與所述gan器件的漏極電連接，并且所述第二金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二源極窗口；和/或，

19、所述第二柵極窗口通過第三金屬線與所述gan器件的柵極電連接，并且所述第三金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二柵極窗口連接；和/或，

20、所述第一柵極窗口通過第五金屬線與所述第二源極窗口電連接，并且所述第五金屬線的一端通過雙點焊工藝連接與所述第一柵極窗口連接，所述第五金屬線的另一端通過雙點焊工藝連接與所述第二源極窗口連接。

21、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一柵極窗口為矩形，所述第一柵極窗口的長度不小于2000μm，所述第一柵極窗口的寬度不小于800μm；和/或，

22、所述第一漏極窗口為矩形，所述第一漏極窗口的長度不小于2000μm，所述第一漏極窗口的寬度不小于800μm；和/或，

23、所述第二源極窗口為矩形，所述第二源極窗口的長度不小于2000μm，所述第二源極窗口的寬度不小于800μm；和/或，

24、所述第二柵極窗口為矩形，所述第二柵極窗口的長度不小于2000μm，所述第二柵極窗口的寬度不小于800μm。

25、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一金屬線的截面為圓形，所述第一金屬線的截面的直徑范圍為[100μm，600μm]；和/或，

26、所述第二金屬線的截面為圓形，所述第二金屬線的截面的直徑范圍為[100μm，600μm]；和/或，

27、所述第三金屬線的截面為圓形，所述第三金屬線的截面的直徑范圍為[100μm，600μm]；和/或，

28、所述第四金屬線的截面為圓形，所述第四金屬線的截面的直徑范圍為[100μm，600μm]；和/或，

29、所述第五金屬線的截面為圓形，所述第五金屬線的截面的直徑范圍為[100μm，600μm]。

30、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一金屬線的截面為圓形，所述第一金屬線的截面的直徑為125μm或380μm或500μm；和/或，

31、所述第二金屬線的截面為圓形，所述第二金屬線的截面的直徑為125μm或380μm或500μm；和/或，

32、所述第三金屬線的截面為圓形，所述第三金屬線的截面的直徑為125μm或380μm或500μm；和/或，

33、所述第四金屬線的截面為圓形，所述第四金屬線的截面的直徑為125μm或380μm或500μm；和/或，

34、所述第五金屬線的截面為圓形，所述第五金屬線的截面的直徑為125μm或380μm或500μm。

35、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一金屬線至第四金屬線中的一個或多個為三焊點金屬線；

36、所述三焊點金屬線上依次設(shè)置有第一焊點、第二焊點和第三焊點，其中，所述第一焊點和第二焊點設(shè)置在所述三焊點金屬線的一端，所述第三焊點設(shè)置在所述三焊點金屬線的另一端；

37、所述第一焊點和第二焊點之間設(shè)置有第一拉短弧，所述第一拉短弧的中間部位向所述第一焊點和第二焊點的焊接面所在方向彎曲；

38、所述第二焊點和第三焊點之間設(shè)置有第一拉長弧，所述第一拉長弧向背離所述第一焊點和第二焊點的焊接面所在方向彎曲；

39、所述第一拉長弧的長度大于所述第一拉短弧的長度。

40、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第五金屬線為四焊點金屬線；

41、所述四焊點金屬線上依次設(shè)置有第四焊點、第五焊點、第六焊點和第七焊點，其中，所述第四焊點和第五焊點設(shè)置在所述四焊點金屬線的一端，所述第六焊點和第七焊點設(shè)置在所述四焊點金屬線的另一端；

42、所述第四焊點、第五焊點之間設(shè)置有第二拉短弧，所述第二拉短弧的中間部位向所述第四焊點和第五焊點的焊接面所在方向彎曲；

43、所述第六焊點和第七焊點之間設(shè)置有第三拉短弧，所述第三拉短弧的中間部位向所述第六焊點和第七焊點的焊接面所在方向彎曲；

44、所述第五焊點、第六焊點之間設(shè)置有第二拉長弧，所述第二拉長弧向背離所述第五焊點、第六焊點的焊接面所在方向彎曲；

45、所述第二拉長弧的長度大于所述第二拉短弧的長度，并且所述第二拉長弧的長度大于所述第三拉短弧的長度。

46、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一金屬線、第二金屬線、第三金屬線、第四金屬線和第五金屬線的材質(zhì)為鋁或鋁合金。

47、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種低雜散電感g(shù)an器件的制備方法，包括以下步驟：

48、設(shè)計引線框架基座，其包括基座本體、gan器件的柵極、gan器件的源極和gan器件的漏極，所述基座本體上設(shè)置有第一導(dǎo)電區(qū)，所述第一導(dǎo)電區(qū)與所述gan器件的源極電連接；

49、設(shè)計、流片gan芯片和mos芯片；其中，gan芯片的背面絕緣，其正面設(shè)置有第一源極窗口、第一柵極窗口和第一漏極窗口，所述第一源極窗口的尺寸大于所述mos芯片的尺寸；所述mos芯片的背面設(shè)置有其漏極，所述mos芯片正面設(shè)置第二源極窗口和第二柵極窗口；

50、將gan芯片的背面粘貼到所述基座本體上；

51、采用導(dǎo)電膠將所述mos芯片的背面粘貼到所述第一源極窗口上，所述mos芯片的漏極通過導(dǎo)電膠與所述第一源極窗口電連接；

52、采用第一金屬線將所述第一漏極窗口與所述gan器件的漏極電連接，采用第二金屬線將所述第二源極窗口與所述第一導(dǎo)電區(qū)電連接，采用第三金屬線將所述第二柵極窗口與所述第一柵極窗口電連接；

53、采用第四金屬線將所述第一柵極窗口與所述第一導(dǎo)電區(qū)電連接，或者，采用第五金屬線將所述第一柵極窗口與所述第二源極窗口電連接。

54、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第一漏極窗口；和/或，

55、所述第二金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二源極窗口；和/或，

56、所述第三金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二柵極窗口連接；和/或，

57、所述第四金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第一柵極窗口連接。

58、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第一漏極窗口；和/或，

59、所述第二金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二源極窗口；和/或，

60、所述第三金屬線通過雙點焊工藝連接與所述第二柵極窗口連接；和/或，

61、所述第五金屬線的一端通過雙點焊工藝連接與所述第一柵極窗口連接，所述第五金屬線的另一端通過雙點焊工藝連接與所述第二源極窗口連接。

62、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個技術(shù)方案的組合，所述第一金屬線、第二金屬線、第三金屬線、第四金屬線和第五金屬線的截面均為圓形，所述圓形的直徑的范圍為[100μm，600μm]。

63、本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果如下：

64、a.本發(fā)明提供的低雜散電感g(shù)an器件，本發(fā)明通過二維疊die無引線封裝工藝與粗鋁絲雙焊點新型焊接工藝相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，不僅減少了引線數(shù)量、也縮短了引線長度、增加了引線與芯片的有效接觸面積，從而能夠有效降低gan器件的雜散電感，改善產(chǎn)品的高頻特性應(yīng)用需求，使gan器件的產(chǎn)品性能能夠滿足產(chǎn)品高頻特性應(yīng)用的市場需求，促進(jìn)產(chǎn)品市場推廣和迭代，具有先進(jìn)性和較高經(jīng)濟(jì)價值；

65、b.本發(fā)明提供的gan器件利用兩端均是雙焊點的第五金屬線將gan芯片的柵電極與mos芯片的源極直接互聯(lián)導(dǎo)通，不僅長度更短，而且連接性能更可靠，進(jìn)一步有效地降低雜散電感，使得gan器件的綜合電感有效降低到1nh以內(nèi)；

66、c.本發(fā)明提供的三焊點金屬線的一端和四焊點金屬線的兩端具有中間部位像焊接面靠近的短弧，例如第一拉短弧能夠起到對其兩側(cè)的第一焊點和第二焊點進(jìn)行支撐的作用，并且可以與被焊接面抵靠連接，不僅增大金屬線與電極之間的接觸面積、降低雜散電感，還能夠提高金屬線與電極之間連接的可靠性。