[发明专利]引线框架和集成电路连接布置

说明书

一种半导体封装包括：引线框架，所述引线框架具有周边封装引线和电连接器；单个半导体管芯，所述单个半导体管芯具有后侧电触点和前侧电触点；导电夹(“夹”)；以及顶部半导体管芯，所述顶部半导体管芯具有前侧和后侧。所述单个半导体管芯包括两个或更多个晶体管。所述半导体管芯的所述前侧电触点中的两者或更多者电耦合并被物理安装到所述引线框架的相应的电触点。所述夹的电接触表面电耦合并被物理安装到所述引线框架的电连接器。所述夹的另一电接触表面被物理安装并电耦合到所述半导体管芯的所述后侧电触点。所述顶部半导体管芯的所述后侧被物理安装到所述导电夹的另一表面。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2017年8月17日提交的标题为“Leadframe and IntegratedCircuit Connection Arrangement”的美国非临时专利申请No.15/680,034的优先权；所述美国非临时专利申请要求在2017年2月20日提交的标题为“Backside Contact IntegratedLaterally Diffused MOS Apparatus and Methods”的美国临时申请No.62/461,117的权益，所有所述申请以引用的方式并入以用于所有目的。

背景技术

半导体电力装置是通常用作电力电子器件电路中的开关或整流器的专用装置。半导体电力装置的特征在于它们承受与高功率操作相关联的高电压和大电流以及高温的能力。举例来说，开关式电压调节器通常包括一直以同步的方式接通和关断来调节电压的两个电力装置。所述电力装置在此情形下需要吸收接通状态下的系统级电流、承受关断状态下的电源的全电位，并且消散大量的热。理想的电力装置能够在高功率状况下操作、可以在接通状态与关断状态之间快速切换，并且展现出低热阻和接通状态电阻。

典型的半导体电力装置封装包括一组分立的功率晶体管，所述功率晶体管中的每一者被制造于其自身的相应的半导体管芯上。单独的管芯被囊封于具有引线框架的绝缘的模具化合物中，所述引线框架为形成于半导体管芯中的单独的装置或集成电路提供外部电连接。

高功率半导体应用，例如电力开关和电力处置，需要半导体管芯衬垫与封装引线之间的电连接，所述电连接的特征在于高电流载运能力、低电阻和/或低电感。出于这些原因，已经努力使用由铜、铜合金或铝组成的导电带或预先形成的夹而不是接合线来用于半导体封装内的高功率电连接。然而，导电夹在物理上较大且难以在芯片上高精度地机械定位。

在典型的半导体电力装置封装中，每个分立的功率晶体管半导体管芯电连接到所述封装，所述封装具有单个前侧高电流封装引线、用于栅极控制的单个前侧低电流封装引线，以及到封装焊盘的后侧连接。在每个半导体管芯仅有单个高电流前侧连接的情况下，可以容易在不损害可制造性或性能的情况下将导电夹用于这些类型的封装布置中的前侧连接。

可以使用横向扩散场效应晶体管(LDFET)，例如横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管，来实施电力装置。这些类型的晶体管的特征在于“横向扩散”区域(或低掺杂或轻度掺杂漏极(LDD)区域)，所述区域对应于没有核心漏极区域那么强地掺杂的漏极区域的延伸部并且横向地延伸远离沟道。所述横向扩散区域增加了LDFET的以下能力：通过吸收原本将导致源极-漏极贯穿的电场的部分来处置关断状态下的更高的电压；以及通过防止在漏极-主体界面处积累较大的电位降来处置接通状态下的更大的电流，所述较大的电位降原本将经由将热的载流子喷射到装置的主体中而导致装置的劣化。

横向电力装置，例如LDFET，通常具有前侧源极触点和漏极触点，所述触点中的每一者通常具有其自身的高电流、低电阻和/或低电感前侧电连接。对外部(例如，封装)和芯片上电连接的需求随着集成于同一半导体管芯上的横向电力装置的数目而增加。然而，半导体管芯的前侧具有可用于容纳相对大的高性能电连接的有限空间。此限制严重地约束了集成的横向电力装置电路的电路设计的灵活性、性能以及可制造性。

发明内容