功率半导体器件

摘要

本实用新型涉及一种功率半导体器件，在VDMOSFET芯片的截止保护区中设置了通孔区，确保器件的截止保护区可以正常工作，节省原有结构中需要额外再增加设置通孔区的面积，控制了使用CSP封装时芯片所需要增加的面积。本实用新型中，通孔位于芯片截止保护区内，截止保护区环绕包围芯片，位于芯片最外圈，对比传统的通孔设置数量和位置，本实用新型结构中的通孔数量可以设置更多、分布更加均匀，获得更低的Rdson。本实用新型中漏极焊接材料也设置于截止保护区，这样，由通孔内引出的第一金属就很容易连接至漏极焊接材料中的漏极种子金属，不需要再增加额外的金属层，并且，漏极焊接材料与源极焊接材料之间的间距可以方便的设置，简化设计难度，加强产品可靠性。

主权项

一种功率半导体器件，在所述功率VDMOSFET半导体器件的俯视平面上，包括VDMOSFET芯片和位于VDMOSFET芯片表面的金属焊球，VDMOSFET芯片包括有源区（a）和终端保护区（b），终端保护区（b）环绕包围有源区（a），有源区（a）包括栅极区（c）和源极区（d），终端保护区（b）包括分压保护区（e）和截止保护区（f），截止保护区（f）位于VDMOSFET芯片的最外圈、环绕包围分压保护区（e）；所述金属焊球包括栅极焊球（1）、源极焊球（2）和漏极焊球（3），栅极焊球（1）位于栅极区（c），源极焊球（2）位于源极区（d），漏极焊球（3）位于截止保护区（f）；其特征是：在所述截止保护区（f）设置有通孔区，通孔区内包含有多个硅通孔（g）；在所述功率VDMOSFET半导体器件的截面上，所述VDMOSFET芯片包括第一导电类型衬底和设置于第一导电类型衬底上表面的第一导电类型外延层，第一导电类型外延层的上表面为VDMOSFET芯片的第一主面，第一导电类型衬底的下表面为VDMOSFET芯片的第二主面，在VDMOSFET芯片的第二主面设置第二主面金属层；在所述源极区（d）和栅极区（c）的第一导电类型外延层上部设置第二导电类型阱区；在所述源极区（d），VDMOSFET芯片的第一主面上覆盖源极金属层（12），源极金属层（12）上表面覆盖第二金属层（18），在第二金属层（18）上设置至少一个源极焊接材料，在第一主面的下方设置元胞结构；所述源极焊接材料包括源极焊球种子金属（20）和位于源极焊球种子金属（20）上的源极焊球（2）；在所述截止保护区（f），VDMOSFET芯片的第一主面上覆盖第一绝缘介质层（10），第一绝缘介质层（10）的表面覆盖第一金属层（16），第一金属层（16）上设置至少一个漏极焊接材料；所述漏极焊接材料包括漏极焊球种子金属（21）和位于漏极焊球种子金属（21）上的漏极焊球（3）；所述截止保护区（f）的通孔区包含多个通孔（15），通孔（15）由第一绝缘介质层（10）的上表面垂直向下伸至第二主面，通孔（15）内填充金属，通孔（15）内的金属分别与第二主面金属层（17）、第一金属层（16）电性连接；在所述栅极区（c），VDMOSFET芯片的第一主面上覆盖第一绝缘介质层（10），第一绝缘介质层（10）上表面覆盖栅极金属层（19），在栅极金属层（19）上表面覆盖第三金属层（22），在第三金属层（22）上设置至少一个栅极焊球材料；所述栅极焊球材料包括栅极焊球种子金属（23）和位于栅极焊球种子金属（23）上的栅极焊球（1）；所述第一金属层（16）、第二金属层（18）和第三金属层（22）互不相连，并且在第一金属层（16）、第二金属层（18）和第三金属层（22）的表面积和相互之间的空隙覆盖填充第二绝缘介质层（13）；所述源极焊球种子金属（20）、漏极焊球种子金属（21）和栅极焊球种子金属（23）位于第二绝缘介质层（13）中，源极焊球（2）、漏极焊球（3）和栅极焊球（1）位于第二绝缘介质层（13）的上方。