[发明专利]具有下部填充的吸热器的半导体器件

说明书

技术领域

本发明通常涉及半导体器件和方法，更具体地涉及其中配置有一 个或多个下吸热区的半导体器件和方法。

背景技术

在电子领域中，性能经常受到能够从电子器件或电路散发的热量 的限制。在与半导体器件和电路联系起来时，这就更加明显，这是因 为大多数的半导体器件和电路对温度敏感，也就是说，它们的特性和 操作条件通常随着温度的增加会发生改变。因此，需要有效地从这样 的器件和电路吸取热。为此，风扇、散热片和其他的冷却机制经常被 添加到半导体器件和电路上以带走半导体器件和电路散发出的热。然 而，当冷却受到热从产生热的半导体器件或电路的内部流向耦合到冷 却系统的外部引线框架或封装的速度的限制时，即使这些辅助的冷却 机构也不能胜任。因此，需要能够减轻或克服这些难点的改进的器件 结构和制造该结构的方法。

因此，期望提供一种允许从产生热能的器件区更有效吸热的改进 的器件结构和制造方法。

附图说明

以下将结合附图描述本发明，其中相同的参考标号表示类似的部 件，其中：

图1～2是现有技术的半导体器件的部分截面视图的简化示意 图，示出了热如何从器件的内部流至这些热可以从那里被散出的支撑 引线框架；

图3是根据本发明的一个实施例的通常类似于图2的器件的半导 体器件的部分截面视图的简化示意图，示出了如何更有效地从该器件 的内部吸热；

图4是以摄氏度为单位的温度与以毫秒为单位的时间的曲线图， 用于比较图1～3示出的器件在经受测试功率脉冲时的器件的热反应；

图5～13示出了根据本发明的另一实施例的类似于图3的器件的 器件在不同制造阶段的部分截面视图的简化示意图；

图14～15示出了根据本发明的又一实施例的类似于图3的器件 的器件在不同制造阶段的部分截面视图的简化示意图；

图16～19示出了根据本发明的再一实施例的部分截面视图的简 化示意图，其能够改进图1所示类型的器件的热性能；以及

图20～21示出了根据本发明的实施例的本发明的方法的流程图 的简化示意图。

具体实施方式

下面的具体描述本质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本发明 或本发明的应用或使用。此外，不意图被前述的技术领域、背景技术、 发明内容或下述的具体描述中呈现的任何明示或暗示的理论所束缚。

为了清楚简明地描述，附图示出了通用方式的结构，以及可能会 省略公知的特征和技术的描述和细节以避免不必要地使该发明模糊。 此外，在附图中的元件不必然按比例绘制。例如，在一些附图中的一 些元件或区域的尺寸可能会相对于相同或其他图的其他元件或区域 被放大，以有助于提高对本发明的实施例的理解。

说明书和权利要求中如有术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四” 以及类似术语，那么这些术语可以用于区别类似元件并且不必然用于 描述特定的顺序或时间顺序。应该理解，如此使用的术语可以在适当 的条件下互换，这样在此描述的本发明的实施例例如能够以不同于在 此示出或描述的顺序被使用或结构。此外，术语“包括”、“包含”、“具 有”以及任何这些术语的变型旨在覆盖非排他的包括，这样，包括一 系列元素的工艺、方法、物体、或装置不必然地限定于这些元素，而 是还可以包括没有明确列出的或这些工艺、方法、物体、或装置所固 有的其他元素。在此使用的术语“耦合”被定义为以电或非电方式直接 或间接连接。

为了方便说明而不是旨在限制，本发明被描述为用于晶体管和其 他使用硅半导体材料形成的电子器件，但是这不是必须的，并且在此 教导的原理应用于广泛的各种半导体材料。其他适合的半导体材料的 非限制性示例是SiC、AlGaN、钻石、以及各种其他的IV族、III-V 族、II-VI族化合物及其混合物以及有机半导体。因此，尽管单晶、 多晶或非晶形式的硅被看作是适合的以及示例性的半导体材料，以及 氧化硅和氮化硅被看作是适合的以及示例性的电介质和绝缘体，但是 本发明不限于此。