[发明专利]功率芯片单元的制造方法、功率封装模块的制造方法及功率封装模块

说明书

本发明提供一种功率芯片单元的制造方法、功率封装模块的制造方法及功率封装模块，在所述功率芯片单元和功率封装模块的制造方法中，在衬底上以“化整为零”方式形成若干功率芯片单元，然后将若干功率芯片单元以“化零为整”方式封装组合成功率封装模块。“化整为零”形成的小尺寸并带有保护环的功率芯片单元的良率较高，进而提高了功率芯片单元组合成的功率封装模块的产品良率，并降低了生产成本。同时，组合成的功率封装模块，可按照功能需求用不同尺寸规格和数量的功率芯片单元进行集成封装，得到多种大电流、电压规格的大功率封装模块，避免了不同规格的功率芯片和模块的特定制造和封装需求，改进了功率芯片、功率模块的制造效率和成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种功率芯片单元的制造方法、功率封装模块的制造方法及功率封装模块。

背景技术

随着电力电子系统应用需求的日益增长，功率封装模块正越来越受欢迎，使用模块化的设计可使电源系统设计师专注于将电源系统发挥最大性能；同时，随着SiC或者GaN晶体管(MOS管或者IGBT管)的发展，这种宽能隙功率器件的优势越来越明显，其开关切换速度快，尺寸体积小，且能在电源系统中实现更大电流的切换控制。

但是，相较于Si衬底，SiC或者GaN衬底的缺陷密度较大，漏电通道较多，漏电流比较明显，直接在SiC或者GaN衬底上形成对应功率器件时，衬底缺陷的扩散和漏电流的增大会引起外延层上功率器件结构的破坏改变，导致性能的降低或者失效，对应产品良率较低，其中，满足电力电子系统的大电流、高电压等应用场合中的大尺寸、大体积的SiC或者GaN功率器件的良率更低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种在SiC或者GaN等高缺陷密度的衬底上形成功率芯片单元和功率封装模块的技术方案，用于解决上述技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，首先，本发明提供一种功率芯片单元的制造方法，包括：

提供衬底，对所述衬底进行缺陷密度测量；

根据所述衬底的缺陷密度，利用预先设置的掩膜版在所述衬底上形成若干固定尺寸的功率单元，所述功率单元包括功率晶体管结构和保护环，所述保护环绕着所述功率晶体管结构设置；

对若干所述功率单元进行测试；

对所述衬底上所述功率单元进行切割，得到若干测试合格且相互独立的所述功率芯片单元。

可选地，所述衬底包括：Si衬底、SiC衬底、GaN衬底。

可选地，所述功率单元的外形包括正方形和长方形，且若干所述功率单元具有至少一种尺寸，所述功率单元的尺寸与所使用的掩膜版相关。

可选地，所述功率单元的尺寸由所述衬底的缺陷密度决定：当所述衬底的缺陷密度为0～1/(100μm)²时，所述功率单元的基本边长为100μm；当所述衬底的缺陷密度为1/(100μm)²～1/(10μm)²时，所述功率单元的基本边长为10μm。

可选地，所述功率单元的尺寸包括：5x5um、5x10um、5x20um、10x10μm、10x20μm、10x30μm、20x20μm、20x40μm、20x60μm、50x50μm、50x100μm、100x100μm、1000x1000μm。

可选地，所述功率单元包括至少一个所述功率晶体管结构。

可选地，所述功率晶体管结构包括：MOS管、IGBT管。

可选地，所述功率芯片单元具有相对设置的正面和背面，在每个所述功率晶体管结构中，所述功率晶体管结构的栅极与发射极设置在所述功率芯片单元的正面，且所述功率晶体管结构的栅极与发射极并排呈矩形设置，所述功率晶体管结构的集电极设置在所述功率芯片单元的背面。