一般地,本发明涉及氮化物基半导体器件。更具体地,本发明涉及具有嵌入保护层中的连接凸块的氮化物基半导体器件。
背景技术:
1、近年来,对高电子迁移率晶体管(hemt)的研究越来越盛行,特别是对于高功率开关和高频应用。iii族氮化物基hemt利用具有不同带隙的两种材料之间的异质结界面以形成量子阱状结构,其容纳二维电子气(2deg)区域,以满足高功率/频率器件的需求。除hemt以外,具有异质结构的器件的例子还包括异质结双极晶体管(hbt),异质结场效应晶体管(hfet)和调制掺杂fet(modfet)。
2、最近,包括hemt的氮化物基半导体器件通过焊料凸块电连接到其它器件,并且施加底部填充胶(或底部填充环氧树脂)以在跌落测试、高温测试和低温测试期间吸收应力。然而,在施加或注入工艺期间,可能在焊料凸块之间或在焊料凸块与氮化物基半导体装置之间的界面周围形成气泡和气隙。这些气泡和气隙与焊料凸块相邻,因此可能发生锡的电迁移。焊料凸块的电迁移会降低耐受电压,从而导致短路,并且影响氮化物基半导体器件的可靠性。因此,需要一种具有适当电连接界面的氮化物基半导体器件。
技术实现思路
1、在一个方面中,本发明提供了一种氮化物基半导体器件。所述氮化物基半导体器件包括氮化物基半导体晶片,保护层和多个连接凸起。所述氮化物基半导体晶片包括多个氮化物基晶粒。每个氮化物基晶粒包括连接表面和多个连接焊盘,并且所述连接焊盘嵌入在连接表面中。保护层设置在氮化物基晶粒的连接表面上。连接凸起嵌入保护层中。每个连接凸起连接一个连接焊盘。每个连接凸起具有第一抛光平面,并且所述第一抛光平面没有保护层。
2、在另一方面中,本发明提供了一种用于制造氮化物基半导体器件的方法。所述方法包括如下步骤。在氮化物基半导体晶片上设置多个连接凸块;将氮化物半导体晶片置于容器中;在所述容器中的所述氮化物基半导体晶片上设置介电材料;固化所述介电材料并形成保护层;以及抛光所述连接凸块。连接凸起面向上。在每个连接凸起上形成第一抛光平面。氮化物基半导体晶片包括多个氮化物基晶粒。氮化物基晶粒包括连接表面和嵌入所述连接表面中的多个连接焊盘。每个连接凸起连接一个连接焊盘,并且保护层设置在氮化物基晶粒的连接表面上。
3、在再一个方面中,本发明提供了一种氮化物基半导体器件。所述氮化物基半导体器件包括保护层,多个连接凸块和多个氮化物基晶粒。连接凸起嵌入保护层中。氮化物基晶粒设置在保护层上。连接凸块电连接氮化物基晶粒。每个连接凸起具有第一抛光平面,并且连接凸起的第一抛光平面没有被保护层和氮化物基晶粒覆盖。
4、根据以上所述,可以改善构造。由于连接凸起嵌入保护层中,并且每个连接凸起具有用于电连接的第一抛光平面,因此可以改善连接凸起和氮化物基晶粒之间的结构,并且第一抛光平面可以与其它器件形成适当的电连接。
1.一种氮化物基半导体器件,包括:
2.根据权利要求1所述的氮化物基半导体器件,其中所述保护层具有第二抛光平面,且所述第二抛光平面向后朝向所述氮化物基晶粒的所述连接表面,且所述第一抛光平面与所述第二抛光平面共面。
3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述第一抛光平面和所述第二抛光平面一起形成固化且连续的表面。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中每个连接凸块的一部分从所述保护层突出。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述保护层具有底表面,且所述底表面与所述连接表面平行。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中从所述氮化物基晶粒的所述连接表面测量,所述第一抛光平面高于所述底表面。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,进一步包括多个印刷电路板,其中每个所述印刷电路板将连接到一个所述氮化物基晶粒的所述连接凸块的所述第一抛光平面彼此电连接。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述保护层不连接到所述印刷电路板。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中在每个印刷电路板与所述保护层之间形成间隙。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中在所述保护层与所述连接表面之间没有间隙或气泡。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中在第一方向上,每个所述连接凸块具有第一宽度,在第二方向上,所述连接凸块具有第二宽度,所述第一宽度大于所述第二宽度,所述第一方向与所述第二方向垂直,且所述第二方向与所述连接凸块的所述第一抛光平面的法线平行。
12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述保护层形成于所述连接凸块之间。
13.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述保护层包括侧表面,且所述侧表面在所述氮化物基半导体晶片上的投影与所述氮化物基半导体晶片的边界重合。
14.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述氮化物基半导体晶片具有多个晶粒区和切割区,所述切割区位于所述晶粒区之间,每个所述氮化物基晶粒设置在一个所述晶粒区中,且所述保护层覆盖所述切割区中的所述氮化物基半导体晶片的表面。
15.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述第一抛光平面共面。
16.一种氮化物基半导体器件的制造方法,包括:
17.根据权利要求16的制造方法,其中抛光所述连接凸起的步骤包括:
18.根据前述权利要求中任一权利要求所述的制造方法,其中所述容器具有内部底表面,所述内部底表面承载所述氮化物基半导体晶片,且所述内部底表面的面积与所述氮化物基半导体晶片的面积类似或相同。
19.根据前述权利要求中任一权利要求所述的制造方法,其中所述介电材料通过加热固化。
20.根据前述权利要求中任一权利要求所述的制造方法,其中所述连接凸起在抛光之后高度减少25%。
21.一种氮化物基半导体器件,包括:
22.根据权利要求21所述的氮化物基半导体器件,其中所述连接凸块的第一抛光平面共面。
23.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述保护层具有第二抛光平面,且所述第一抛光平面与所述第二抛光平面共面。
24.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,其中所述连接凸块的每个第一抛光平面在第一方向上具有第三宽度,所述连接凸块在所述第一方向上具有第一宽度,且所述第一宽度大于所述第三宽度。
25.根据前述权利要求中任一权利要求所述的氮化物基半导体器件,进一步包括多个印刷电路板,其中每个所述印刷电路板将连接到一个所述氮化物基晶粒的所述连接凸块的所述第一抛光平面彼此电连接。