[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明有关于半导体结构及其制造方法，特别有关于封装结构及其制造方法。

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散热不佳的问题。

发明内容

本发明有关于一种半导体结构及其制造方法。半导体结构具有高的散热效果。

根据本发明的一方面，提供一种半导体结构。半导体结构包括基板、管芯与介质。基板具有基板上表面。基板具有凹槽。凹槽从基板上表面向下延伸。凹槽具有凹槽侧表面。管芯位于凹槽中。管芯具有管芯下表面与管芯侧表面。管芯下表面低于基板上表面。介质填充凹槽位该凹槽侧表面与管芯侧表面之间的部分。

根据本发明的另一方面，提供一种半导体结构的制造方法。该方法包括以下步骤。提供基板。基板具有基板上表面。从基板上表面向下在基板中形成凹槽。凹槽具有凹槽侧表面。配置管芯于凹槽中。管芯具有管芯下表面与管芯侧表面。管芯下表面低于基板上表面。填充介质于凹槽位于凹槽侧表面与管芯侧表面之间的部分。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示一实施例中半导体结构的剖面图。

图2绘示一实施例中半导体结构的剖面图。

图3绘示一实施例中半导体结构的剖面图。

图4绘示一实施例中半导体结构的剖面图。

图5绘示一实施例中半导体结构的剖面图。

图6绘示一实施例中半导体结构的剖面图。

附图标记说明

102、202、502、602：基板

104、204、304、504、604：凹槽

204A：上开口部分

204B：下开口部分

106：基板上表面

108、208、408、508、608：管芯

110：管芯下表面

112、212、312、412：凹槽侧表面

114、214：管芯侧表面

116、216：介质

330：凹槽底表面

518：锡球

520：接触垫

622：打线

624：栅极

626：漏极

628：源极C1、C21、C22、D1、D2：宽度

H4：管芯高度

R4：曲率半径

θ：夹角

具体实施方式

图1绘示一实施例中半导体结构的剖面图。请参照图1，基板102具有凹槽104。在实施例中，凹槽104从基板102的基板上表面106向下延伸形成于基板102中。举例来说，基板102为陶瓷基板或金属基板（例如铝基板）。凹槽104可利用蚀刻工艺或压印工艺形成。

管芯108配置于凹槽104中。管芯108具有管芯下表面110与管芯侧表面114。管芯下表面110低于基板上表面106。在实施例中管芯108具有III-V族晶体管，例如氮化镓晶体管，如外延型式的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)。凹槽104具有凹槽侧表面112。

在一实施例中，凹槽104的宽度C1实质上为固定。管芯108的宽度D1实质上为固定。凹槽104的宽度C1大于管芯108的宽度D1。举例来说，凹槽104的宽度C1减掉管芯108的宽度D1的值，实质上为管芯108的宽度D1的百分之十。在其他实施例中，凹槽104的宽度C1实质上等于管芯108的宽度D1，换句话说，凹槽侧表面112与管芯侧表面114之间的间距实质上为零。

介质116填充凹槽104位于凹槽侧表面112与管芯侧表面114之间的部分。更详细地来说，介质116与凹槽侧表面112及管芯侧表面114接触。在实施例中，介质116为气体例如空气，或是高导热材料例如金属，举例来说，银胶。因此管芯108操作过程中产生的热能可以横向地直接往介质116传送，达到良好的散热效果。