[发明专利]一种半导体芯片以及智能功率模块

说明书

本发明公开了一种半导体芯片，包括依次层叠的第一半导体层、绝缘层、以及第二半导体层；其中，在所述第一半导体层上形成有第一电子元器件；在所述第二半导体层上形成有第二电子元器件；在所述第二电子元器件下方的所述绝缘层内具有空洞区，以隔离所述第一电子元器件对所述第二电子元器件的电性影响和/或温度影响。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体芯片以及一种智能功率模块。

背景技术

IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)广泛应用于交流电机变频调速和直流电机斩波调速以及各种高性能电源、工业电气自动化、新能源等领域，有着广阔的市场应用。IPM是一种先进的功率开关器件，本质上是集成了功率器件及其驱动电路的模块；IPM在能源管理领域起到其他集成电路难以企及的重要作用，器件性能直接影响能源系统的利用效率。

现有的IPM中通常包含多种电子元器件，并且每种电子元器件可能需要多颗；因此，IPM中电子元器件的总数量较多，封装后的模块尺寸较大，电感效应明显，如何提高集成度成为现阶段亟需解决的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种半导体芯片以及一种智能功率模块。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种半导体芯片，包括依次层叠的第一半导体层、绝缘层、以及第二半导体层；其中，

在所述第一半导体层上形成有第一电子元器件；

在所述第二半导体层上形成有第二电子元器件；

在所述第二电子元器件下方的所述绝缘层内具有空洞区，以隔离所述第一电子元器件对所述第二电子元器件的电性影响和/或温度影响。

上述方案中，所述第一半导体层的厚度大于所述第二半导体层的厚度。

上述方案中，所述第一电子元器件包括功率器件，所述第二电子元器件包括控制器件。

上述方案中，所述功率器件包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和/或快恢复二极管FRD；所述控制器件包括微控制单元MCU、驱动集成电路、电阻、电容中的至少一种。

上述方案中，所述在所述第二电子元器件下方的所述绝缘层内具有空洞区，包括：

在所述第二电子元器件的沟道区下方的所述绝缘层内具有空洞区。

上述方案中，所述空洞区内填充有氮气。

上述方案中，所述半导体芯片内还具有通孔，所述第一电子元器件与所述第二电子元器件之间通过所述通孔电性连接。

上述方案中，所述绝缘层包括第一绝缘层以及第二绝缘层，所述第一绝缘层靠近所述第一半导体层，所述第二绝缘层靠近所述第二半导体层，所述空洞区位于所述第二电子元器件下方的所述第二绝缘层内；

所述半导体芯片还包括设置在所述第一绝缘层和第二绝缘层之间的隔离层；沿层叠方向，所述第一电子元器件的垂直投影与所述第二电子元器件的垂直投影至少被所述隔离层覆盖，所述隔离层连接第一预设电位，以隔离所述第一电子元器件与所述第二电子元器件之间的电性干扰。

上述方案中，所述隔离层为半导体层。

本发明实施例还提供了一种智能功率模块IPM，包括至少一个上述方案中任意一项所述的半导体芯片。