[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体结构及其制造方法，特别是涉及具有III-V族晶体管的半导体结构及其制造方法。

背景技术

在半导体结构的技术中，III-V族晶体管例如氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)结合高传导电子密度、高电子迁移率和较宽的能隙，使其可在指定的反向耐压下，显著降低元件的导通电阻RDS(on)。适合于制作高频率、大功率和高效率的电子器件。因此III-V族晶体管特别是GaN HEMT逐渐成为技术研究发展的重点。然而，目前的封装方式容易有合格率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制造方法，半导体结构具有高的操作效能。

为达上述目的，根据本发明的一方面，提供一种半导体结构。半导体结构包括基材、III-V族晶体管、第一元件、第二元件、第一焊接线、第二焊接线与第三焊接线。III-V族晶体管位于基材上。III-V族晶体管具有源极、漏极与栅极。第一元件位于基材上。第一元件为转接板。第二元件位于基材上。第二元件为二极管，并具有阳极与阴极。阳极电连接于基材。第一焊接线电连接于III-V族晶体管的源极与基材之间。第二焊接线电连接于III-V族晶体管的栅极与第一元件之间。第三焊接线电连接于III-V族晶体管的漏极与第二元件的阴极之间。

根据本发明的另一方面，提供一种半导体结构的制造方法。方法包括以下步骤。在基材上配置III-V族晶体管。III-V族晶体管具有源极、漏极与栅极。配置第一焊接线电连接于III-V族晶体管的源极与基材之间。在基材上配置第一元件。第一元件为转接板。在基材上配置第二元件。第二元件为二极管，并具有阳极与阴极。阳极电连接于基材。配置第二焊接线电连接于III-V族晶体管的栅极与第一元件之间。配置第三焊接线电连接于III-V族晶体管的漏极与第二元件的阴极之间。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1至图4为一实施例中半导体结构的制造方法；

图5为一实施例中半导体结构的上视图。

主要元件符号说明

102：基材

104：III-V族晶体管

106：第一焊接线

108：第一元件

110：第二元件

112：第二焊接线

114：第三焊接线

116：源极

118：漏极

120：栅极

122：第一电极

124：第二电极

126：基板部分

128：电路层部分

130：基板

132：导电层

136：第四焊接线

138：输入接脚

140：第五焊接线

142：输出接脚

144：接地接脚

D1、D2、D3：水平距离

R1、R2：曲率半径

具体实施方式

图1至图4绘示一实施例中半导体结构的制造方法。图5绘示一实施例中半导体结构的上视图。

请参照图1，在基材102上配置III-V族晶体管104。在实施例中，III-V族晶体管104为氮化镓晶体管，例如外延型式的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)。III-V族晶体管104具有基板部分126与位在基板部分126上的电路层部分128。在实施例中，基板部分126是非导体材质，可包括硅(Si)或蓝宝石(Sapphire)。

在实施例中，是利用环氧树酯粘结法(epoxy)或焊接粘结法(Solder paste)将III-V族晶体管104黏合至基材102上。

环氧树酯粘结法是利用点胶等方法将环氧树酯(epoxy)涂布于基材102的管芯承载座上，置妥III-V族晶体管104后再加热使其完成粘接。胶中填入银等金属以提高其热传导性。而III-V族晶体管104与基材102粘接机制为机械力与静电力。机械力是通过物体表面凹凸粗糙性来压入或填入粘结剂来达到粘结效果。而静电力为两物体间因带有电荷而互相排斥或吸引的作用力。

焊接粘结法为利用合金反应进行III-V族晶体管104粘结的方法，可以形成热传导性优良的粘结。在实施例中，焊接粘结法是在氮气遮护的环境中进行以防止焊锡氧化及孔洞。焊料包括有金-硅、金-锡、金-锗等硬质合金，或铅-锡、铅-银-铟等软质合金。