[发明专利]一种功率芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及电子芯片技术领域，公开一种功率芯片及其制备方法。在衬底的一侧表面形成沟道层和势垒层，通过隔离工艺形成一个SBD有源区和一个HEMT有源区；在势垒层上形成芯片器件层，芯片器件层包括SBD阳极、SBD阴极、HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极、第一金属层、阳极焊盘和阴极焊盘，SBD阴极与HEMT源极通过第一金属层电连接，SBD阳极和HEMT栅极与阳极焊盘电连接，HEMT漏极与阴极焊盘电连接；在芯片器件层上形成表面钝化介质层，并通过构图工艺在表面钝化介质层上形成过孔以露出阳极焊盘和阴极焊盘。本申请实施例可同时实现低开启电压和高反向耐压，降低封装难度，减小芯片寄生效应，提高电路工作效率。

技术领域

本发明涉及电子芯片技术领域，特别涉及一种功率芯片及其制备方法。

背景技术

GaN基二极管是重要的功率元器件之一，具有低开启电压、低导通压降、高导通电流和电流密度等优势，被广泛关注和研究。但受限于肖特基势垒，难以同时实现低开启电压和高反向耐压。为了解决这个问题，现有的一种GaN基二极管的结构示意图如图1所示，该GaN基二极管主要采用了低压硅肖特基势垒二极管(Si SBD)和高压耗尽型氮化镓异质结的高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)级联结构，但是这种GaN基二极管通过焊线连接Si SBD和GaN HEMT芯片，增加寄生效应的同时增大了封装复杂性和难度，影响GaN基二极管的性能及可靠性。

发明内容

本发明提供了一种功率芯片及其制备方法，上述功率芯片可以同时实现低开启电压和高反向耐压，降低封装复杂性和难度，且减小了芯片的寄生效应，从而提高了电路的工作效率。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种功率芯片的制备方法，包括：

在衬底的一侧表面依次形成沟道层和势垒层，并通过隔离工艺在所述势垒层和沟道层之上形成一个肖特基势垒二极管SBD有源区和一个高电子迁移率晶体管HEMT有源区；

在所述势垒层上形成芯片器件层，芯片器件层包括SBD阳极、SBD阴极、HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极、第一金属层、阳极焊盘和阴极焊盘，其中，所述SBD阳极、SBD阴极位于SBD有源区，所述HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极位于HEMT有源区，其中，所述SBD阴极与HEMT源极通过第一金属层电连接，所述SBD阳极和HEMT栅极与阳极焊盘电连接，所述HEMT漏极与阴极焊盘电连接；

在所述芯片器件层上形成表面钝化介质层，并通过构图工艺在所述表面钝化介质层上形成过孔以露出所述阳极焊盘和阴极焊盘。

上述功率芯片的制备方法中，在一个衬底上形成一个肖特基势垒二极管SBD有源区和一个高电子迁移率晶体管HEMT有源区，在势垒层上形成芯片器件层，芯片器件层包括SBD阳极、SBD阴极、HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极、第一金属层、阳极焊盘和阴极焊盘，其中，所述SBD阳极、SBD阴极位于SBD有源区，所述HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极位于HEMT有源区，从而形成一个功率芯片，在该功率芯片的制备方法中，用于组成级联的两个芯片直接制作在一个衬底上，可以同时实现低开启电压和高反向耐压，且降低了功率芯片的封装难度。并在制作过程中通过布局实现了将芯片的SBD阴极与HEMT源极通过第一金属层电连接，SBD阳极和HEMT栅极与阳极焊盘电连接，HEMT漏极与阴极焊盘电连接，取代了现有技术中芯片之间通过焊线连接的连接方式，避免了过多焊线增加寄生效应，提高了电路的工作效率。

可选的，在所述势垒层上形成芯片器件层，包括：

在所述势垒层背离所述沟道层一侧形成SBD阳极、SBD阴极、HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极；

形成第一介质层以覆盖所述SBD阳极、SBD阴极、HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极，并在所述第一介质层上形成与SBD阳极、SBD阴极、HEMT源极、HEMT漏极、HEMT栅极一一对应的第一过孔；