專利名稱：雙面外露的半導(dǎo)體器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制作方法，特別涉及一種雙面外露以改善散熱性能的半導(dǎo)體器件及其制作方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體功率器件的應(yīng)用中，散熱和器件尺寸是兩個重要參數(shù)；即是說，一般希望在不增加器件尺寸的基礎(chǔ)上，能夠有更多的面積暴露在塑封體外，以獲得更好的散熱效果。通常的半導(dǎo)體器件，采用暴露柵極或漏極的結(jié)構(gòu)，來幫助散熱。如圖I、圖2所示，是現(xiàn)有一種半導(dǎo)體器件的兩種實(shí)施結(jié)構(gòu)，其中，芯片100的柵極110和源極120朝上，通過錫球140而對應(yīng)與柵極110和源極120的引腳151、152連接；僅 僅使芯片100朝下的漏極130，直接暴露在該塑封體160的底部以外。芯片漏極130的暴露面積，可以是占塑封體160底面的全部(圖2)或者只是塑封體160底面的一部分(圖I)。因此，該器件中僅有芯片漏極130這一面可以暴露出來進(jìn)行散熱。如圖3所示，是現(xiàn)有另一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，一倒裝芯片100的漏極130朝上與一散熱片170連接，該散熱片170在塑封體160的頂部暴露設(shè)置。倒裝芯片100的柵極和源極朝下，通過錫球140分別與柵極和源極的焊盤191、192對應(yīng)連接；所述柵極或源極的焊盤191、192底部也可以暴露在塑封體160之外來改善散熱性能。但是，該器件的實(shí)現(xiàn)過程十分復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種雙面外露的半導(dǎo)體器件，可以直接將位于芯片一面的漏極，以及位于另一面的散熱片都暴露在塑封體外，達(dá)到改善芯片散熱性能的目的。本發(fā)明的另一目的是提供了該雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之一是提供一種雙面外露的半導(dǎo)體器件，其包含在制作時由下至上依次連接的以下部件第二引線框架，其由導(dǎo)熱但不導(dǎo)電材料制成，并設(shè)置有散熱片；第一引線框架，其由導(dǎo)電材料制成，并設(shè)置有相互分隔的若干引腳；倒裝的半導(dǎo)體芯片，其設(shè)置有若干頂部電極和若干底部電極；所述芯片的頂部電極向下，并對應(yīng)與所述第一引線框架的若干引腳電性連接；該器件中還包含，塑封體，其覆蓋所述倒裝的芯片，并將該芯片與第一、第二引線框架模壓塑封；所述第二引線框架的散熱片，及所述芯片的底部電極，分別暴露在該器件正反兩面的所述塑封體以外。所述第一引線框架，是由銅Cu或其他導(dǎo)電材料制成；所述第二引線框架，是由氧化鋁Al2O3或氮化鋁A1N，或者其他導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料制成，并且僅在該第二引線框架的背面設(shè)有鎳Ni或銅Cu的鍍層；所述第一引線框架連接在所述第二弓I線框架沒有設(shè)置鍍層的表面之上。所述第一引線框架通過焊接或以環(huán)氧樹脂粘接的方式，固定連接在所述第二引線框架的上面。所述芯片中，其暴露在塑封體外的底部電極包含漏極，其頂部電極包含柵極和源極；所述第一引線框架中的若干引腳，包含相隔開的柵極引腳和源極引腳；所述第二引線框架上散熱片的位置，與所述柵極連接?xùn)艠O引腳、所述源極連接源極引腳的位置相對應(yīng)。所述芯片包含一晶圓，該晶圓頂面上對應(yīng)芯片柵極、源極的位置分別植有若干錫球；該些錫球?qū)?yīng)與第一引線框架的柵極引腳、源極引腳連接；
在所述晶圓磨薄的背面，通過蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層，作為該芯片的漏極及保護(hù)層。若所述芯片的晶圓是扇入型封裝時，還包含第一封裝體，其具有足夠厚度以覆蓋所述晶圓頂面，并環(huán)繞所述柵極和源極上的錫球；通過研磨使所述錫球的頂面與研磨后的所述第一封裝體的頂面齊平。若所述芯片的晶圓是扇出型封裝時，還包含第二封裝體，其具有一定厚度以覆蓋所述晶圓頂面，并環(huán)繞所述柵極和源極上的錫球，使所述錫球的頂部暴露在該第二封裝體外。所述第一引線框架上，柵極引腳、源極引腳各自引出塑封體外的部分為階梯型，并且使該些引腳的端部與所述倒裝芯片暴露的漏極處在同一平面。本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供一種雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其包含以下步驟步驟I、將一條導(dǎo)電的第一引線框架，固定連接在一條導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的第二引線框架上；步驟2、在晶圓上制作若干半導(dǎo)體芯片的頂部電極和底部電極；步驟3、從晶圓上切割形成若干個獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片；步驟4、對單個芯片來說，將芯片倒裝并電性連接在第一引線框架上；步驟5、對倒裝芯片及其下方的第一、第二引線框架進(jìn)行模壓塑封，使所述第二引線框架的散熱片，及所述芯片的底部電極，分別暴露在該器件正反兩面的塑封體以外；步驟6、將半導(dǎo)體器件分離成型。所述步驟I中，進(jìn)一步包含以下步驟步驟1-1、由銅Cu或其他導(dǎo)電材料制成第一引線框架；所述第一引線框架設(shè)置有相互分隔的柵極引腳和源極引腳；步驟1-2、由氧化鋁Al2O3或氮化鋁A1N，或者其他導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料制成第二引線框架及其散熱片，并且僅在該第二引線框架的散熱片背面設(shè)有鎳Ni或銅Cu的鍍層；步驟1-3、將整條第一引線框架，通過焊接或以環(huán)氧樹脂粘接的方式，固定連接在整條第二引線框架沒有設(shè)置鍍層的表面之上；使第一引線框架的柵極引腳和源極引腳，與其下方第二引線框架的散熱片的位置相對應(yīng)。所述步驟2中，若制作第一結(jié)構(gòu)a芯片的方法，包含
步驟2-a-l、在一片晶圓上包含若干芯片，每個芯片的頂部電極是柵極和源極，芯片的底部電極是漏極；步驟2-a_2、在晶圓頂面，對應(yīng)每個芯片的柵極和源極位置植球；步驟2-a_3、將晶圓背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度；步驟2-a_4、通過背面金屬化工藝，在晶圓背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層，得到芯片的漏極及保護(hù)層。所述步驟2中，若制作第二結(jié)構(gòu)b芯片的方法，包含步驟2-b-l、在一片晶圓上包含若干芯片，每個芯片的頂部電極是柵極和源極，芯片的底部電極是漏極；
步驟2-b_2、在晶圓頂面，對應(yīng)每個芯片的柵極和源極位置植球；步驟2-b_3、將晶圓扇入型封裝，即在晶圓頂面覆蓋厚度足夠的第一封裝體，將所述柵極和源極的錫球也全部覆蓋在該第一封裝體中；步驟2-b_4、將晶圓上的所述第一封裝體，及其中包裹的若干錫球，從其頂部研磨，使該些錫球的頂面與所述第一封裝體的頂面齊平；步驟2-b_5、將晶圓背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度；步驟2-b_6、通過背面金屬化工藝，在晶圓背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層，得到芯片的漏極及保護(hù)層。所述步驟2中，若制作第三結(jié)構(gòu)c芯片的方法，包含步驟2-c-l、在一片晶圓上包含若干芯片，每個芯片的頂部電極是柵極和源極，芯片的底部電極是漏極；步驟2-C-2、在晶圓頂面，對應(yīng)每個芯片的柵極和源極位置植球；步驟2-C-3、將晶圓扇出型封裝，即在晶圓頂面覆蓋一定厚度的第二封裝體，并使所述柵極和源極上錫球的頂部從該第二封裝體上暴露出來；步驟2-C-4、將晶圓背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度；步驟2-C-5、通過背面金屬化工藝，在晶圓背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層，得到芯片的漏極及保護(hù)層。步驟4中，具體是將芯片倒裝，使其柵極和源極位置的錫球朝下，與所述第一引線框架上柵極引腳、源極引腳對應(yīng)形成電性連接；此時，芯片的漏極朝上。步驟5中，具體是使芯片的漏極直接暴露在塑封體的頂部以外；同時半導(dǎo)體器件的另一面，第二引線框架的散熱片底面，也暴露在所述塑封體的底部以外。步驟6中，具體是將第一、第二引線框架邊緣多余的部分去除；并將第一引線框架上柵極引腳、源極引腳各自引出塑封體外的部分彎制成階梯型，從而使該些引腳的端部與所述芯片暴露的漏極處在同一平面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述雙面外露的半導(dǎo)體器件及其制作方法的提出，使得半導(dǎo)體器件的正反兩面，散熱片與芯片漏極分別暴露在塑封體以外，在不增加器件尺寸的前提下，能夠有效改善散熱性能。


圖I、圖2是現(xiàn)有一種在底部暴露漏極的半導(dǎo)體器件的兩種實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖3是現(xiàn)有另一種在頂部暴露連接漏極的散熱片的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中第一引線框架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中第二引線框架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中第一、第二引線框架連接結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7到圖10是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中具有第一結(jié)構(gòu)的芯片的制作流程示意圖；圖11到圖16是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中具有第二結(jié)構(gòu)的芯片的制作流程示意圖；圖17到圖21是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中具有第三結(jié)構(gòu)的芯片的制作流程示意圖； 圖22是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中倒裝芯片與第一、第二引線框架連接結(jié)構(gòu)的示意圖；圖23是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件中對倒裝芯片與第一、第二引線框架進(jìn)行塑封的示意圖；圖24是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件背面的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖25是本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件正面的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明所述雙面外露的半導(dǎo)體器件及其制作方法的具體實(shí)施方式
。配合參見圖22 圖25所示，其中圖22示出了本發(fā)明所述雙面外露的半導(dǎo)體器件中，由下至上依次連接有第二引線框架20、第一引線框架10和一倒裝芯片30 ;如圖23所示，器件中還包含覆蓋所述倒裝芯片30并將該芯片30與第一、第二引線框架模壓塑封的塑封體40 ;所述第二引線框架20設(shè)置的散熱片21 (圖25)，與所述芯片30背面的漏極33 (圖24)，兩者位于該半導(dǎo)體器件的正反兩面，且分別暴露在所述塑封體40以外。具體的，配合參見圖4 圖6所示，圖4示出的所述第一引線框架10，是由銅Cu或其他導(dǎo)電材料制成，其設(shè)置有相互分隔的柵極引腳11和源極引腳12。圖5示出的所述第二引線框架20，是由例如氧化鋁Al2O3或氮化鋁A1N，或者其他導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料制成，并且僅僅在該第二引線框架20的背面設(shè)有鎳Ni或銅Cu的鍍層。如圖6所示，通過焊接或以環(huán)氧樹脂粘接的方式，將所述第一引線框架10固定連接在所述第二引線框架20的上面，使位于所述第一引線框架10中部、相隔開的柵極引腳11和源極引腳12，與其下方所述第二引線框架20中部的散熱片21的位置相對應(yīng)。需要指出的是，應(yīng)當(dāng)避免將所述鍍層設(shè)置到將與第一引線框架10連接的所述第二引線框架20的正面，從而保證所述第一引線框架10與該鍍層之間能夠由不導(dǎo)電的第二引線框架20隔離開來，防止短路。該半導(dǎo)體器件中所述倒裝芯片30可以有以下三種不同的實(shí)施結(jié)構(gòu)圖7 圖10所示的一種所述倒裝芯片30中，包含一晶圓34 ;該晶圓34頂面上對應(yīng)芯片30柵極31、源極32的位置分別植有若干錫球351和352 ;該晶圓34的背面磨薄，并通過背面金屬化工藝形成該芯片30的漏極33及保護(hù)層，即在晶圓34背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層36。
圖11 圖16所示的另一種所述倒裝芯片30中，晶圓34是扇入型封裝，包含在晶圓34頂面對應(yīng)芯片30柵極31、源極32設(shè)置的若干錫球351和352，以及將晶圓34頂面和該些錫球351、352全部覆蓋后再磨薄的第一封裝體37 ;所述若干錫球351、352超出第一封裝體37的部分也被磨掉，而使該些錫球351、352的頂面與所述第一封裝體37的頂面齊平。所述晶圓34的背面磨薄，也通過背面金屬化工藝形成所述芯片30的漏極33及保護(hù)層。圖17 圖21所示的還有一種所述倒裝芯片30中，晶圓34是扇出型封裝，包含在晶圓34頂面對應(yīng)芯片30柵極31、源極32設(shè)置的若干錫球351和352，以及將晶圓34頂面覆蓋而使該些錫球351、352的頂部暴露出來的第二封裝體38。所述晶圓34的背面磨薄，也通過背面金屬化工藝形成所述芯片30的漏極33及保護(hù)層。如圖22所示，上述任意一種倒裝芯片30電性連接在所述第一引線框架10的上面；所述倒裝芯片30上柵極31和源極32位置的錫球351和352朝下，并與所述第一引線框架10上柵極引腳11、源極引腳12對應(yīng)形成電性連接。所述倒裝芯片30的漏極33朝上，且該漏極33頂面直接暴露在塑封體40的頂部以外(圖23、圖24)。
同時，如圖25所示，半導(dǎo)體器件的另一面，第二引線框架20的所述散熱片21底面，也暴露在所述塑封體40的底部以外。該散熱片21用于改善其上方，所述芯片30柵極31與其引腳11、芯片30源極32與其引腳12連接位置的散熱性能。如圖24、圖25所示，所述第一引線框架10上，柵極引腳11、源極引腳12各自引出塑封體40外的部分為階梯型，并且使該些引腳11、12的端部與所述芯片30暴露的漏極33處在同一平面，便于將該器件通過所述柵極引腳11、源極引腳12及直接暴露的漏極33，與外部的印刷電路板或其他電子器件進(jìn)行連接。上述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，包含以下步驟步驟I、制作引線框架；步驟1-1、由銅Cu或其他導(dǎo)電材料制成第一引線框架10 ;所述第一引線框架10設(shè)置有相互分隔的柵極引腳11和源極引腳12(圖4);步驟1-2、由例如氧化鋁Al2O3或氮化鋁A1N，或者其他導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料制成第二引線框架20，并且僅在該第二引線框架20的背面設(shè)有鎳Ni或銅Cu的鍍層；所述第二引線框架20設(shè)置有散熱片21 (圖5);步驟1-3、將一條第一引線框架10，通過焊接或以環(huán)氧樹脂粘接的方式，固定連接在一條第二引線框架20沒有設(shè)置鍍層的表面之上；使位于所述第一引線框架10中部、相隔開的柵極引腳11和源極引腳12，與其下方所述第二引線框架20中部的散熱片21的位置相對應(yīng)(圖6)。步驟2、在晶圓34上制作半導(dǎo)體器件的芯片30，下文會根據(jù)三種不同的芯片30結(jié)構(gòu)具體描述(以a、b、c區(qū)分)；配合參見圖7 圖10所示，制作第一結(jié)構(gòu)a芯片30的方法，包含步驟2-a-l、在一片晶圓34上包含若干芯片30，每個芯片30的柵極31和源極32位于芯片30頂面，漏極33位于芯片30底面(圖7);步驟2-a_2、在晶圓34頂面，對應(yīng)每個芯片30的柵極31和源極32位置植球(圖8)；步驟2-a_3、將晶圓34背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度(圖9);
步驟2-a_4、在晶圓34背面通過背面金屬化工藝形成芯片30的漏極33及保護(hù)層；即在晶圓34背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層36 (圖10)?；蛘撸浜蠀⒁妶D11 圖16所示，制作第二結(jié)構(gòu)b芯片30的方法，包含步驟2-b-l、在一片晶圓34上包含若干芯片30，每個芯片30的柵極31和源極32位于芯片30頂面，漏極33位于芯片30底面(圖11)；步驟2-b_2、在晶圓 34頂面，對應(yīng)每個芯片30的柵極31和源極32位置植球(圖12)；步驟2-b_3、將晶圓34扇入型封裝，即在晶圓34頂面覆蓋厚度足夠的第一封裝體37，將所述柵極31和源極32的錫球351、352也全部覆蓋在該第一封裝體37中(圖13);步驟2-b_4、將晶圓34上的所述第一封裝體37，及其中包裹的若干錫球351、352，從其頂部一起研磨，使該些錫球351、352的頂面與所述第一封裝體37的頂面齊平(圖14)。步驟2-b_5、將晶圓34背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度(圖15);步驟2-b_6、在晶圓34背面通過背面金屬化工藝形成芯片30的漏極33及保護(hù)層(圖 16)。又或者，配合參見圖17 圖21所示，制作第三結(jié)構(gòu)c芯片30的方法，包含步驟2-c-l、在一片晶圓34上包含若干芯片30，每個芯片30的柵極31和源極32位于芯片30頂面，漏極33位于芯片30底面(圖17)；步驟2-C-2、在晶圓34頂面，對應(yīng)每個芯片30的柵極31和源極32位置植球(圖18)；步驟2-C-3、將晶圓34扇出型封裝，即在晶圓34頂面覆蓋一定厚度的第二封裝體38，并使所述柵極31和源極32上錫球351、352的頂部從該第二封裝體38上暴露出來(圖19)；步驟2-C-4、將晶圓34背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度(圖20);步驟2-C-5、在晶圓34背面通過背面金屬化工藝形成芯片30的漏極33及保護(hù)層(圖 21)。步驟3、將晶圓34切割成若干個獨(dú)立的芯片30 ；步驟4、將芯片30倒裝，并電性連接在第一引線框架10上；即是說，使芯片30上柵極31和源極32的錫球351、352朝下，與所述第一引線框架10上柵極引腳11、源極引腳12對應(yīng)形成電性連接；此時，芯片30的漏極33朝上(圖22);步驟5、對倒裝芯片30及其下方的第一、第二引線框架進(jìn)行模壓塑封，使芯片30的漏極33直接暴露在塑封體40的頂部以外(圖23、圖24);同時半導(dǎo)體器件的另一面，第二引線框架20的散熱片21底面，也暴露在所述塑封體40的底部以外(圖25);步驟6、將半導(dǎo)體器件分離成型；將第一、第二引線框架邊緣多余的部分去除；將第一引線框架10上柵極引腳11、源極引腳12各自引出塑封體40外的部分彎制成階梯型，從而使該些引腳11、12的端部與所述芯片30暴露的漏極33處在同一平面(圖24、圖25)。至此，完成所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作。在具體使用時，所述器件一面為暴露的散熱片21，器件另一面通過未被塑封體40覆蓋的柵極引腳11、源極引腳12，及直接暴露的漏極33，與外部的印刷電路板或其他電子器件進(jìn)行連接。綜上所述，本發(fā)明所述雙面外露的半導(dǎo)體器件及其制作方法的提出，使得半導(dǎo)體器件的正反兩面，散熱片21與芯片30漏極33分別暴露在塑封體40以外，在不增加器件尺寸的前提下，能夠有效改善散熱性能。 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于，該器件包含在制作時由下至上依次連接的以下部件 第二引線框架(20)，其由導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料制成，并設(shè)置有散熱片(21)； 第一引線框架(10)，其由導(dǎo)電材料制成，并設(shè)置有相互分隔的若干引腳； 倒裝的半導(dǎo)體芯片(30)，其設(shè)置有若干頂部電極和若干底部電極；所述芯片(30)的頂部電極向下，并對應(yīng)與所述第一引線框架(10)的若干引腳電性連接； 該器件中還包含， 塑封體(40)，其覆蓋所述倒裝的芯片(30)，并將該芯片(30)與第一、第二引線框架模壓塑封；所述第二引線框架(20)的散熱片(21)，及所述芯片(30)的底部電極，分別暴露在該器件正反兩面的所述塑封體(40)以外。
2.如權(quán)利要求I所述雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述第一引線框架(10)，是由銅Cu或其他導(dǎo)電材料制成； 所述第二引線框架(20)，是由氧化鋁Al2O3或氮化鋁A1N，或者其他導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料制成，并且僅在該第二引線框架(20)的背面設(shè)有鎳Ni或銅Cu的鍍層；所述第一引線框架(10)連接在所述第二引線框架(20)沒有設(shè)置鍍層的表面之上。
3.如權(quán)利要求I所述雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述第一引線框架(10)通過焊接或以環(huán)氧樹脂粘接的方式，固定連接在所述第二引線框架(20)的上面。
4.如權(quán)利要求I所述雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述芯片(30)中，其暴露在塑封體(40)外的底部電極包含漏極(33)，其頂部電極包含柵極(31)和源極(32)； 所述第一引線框架(10)中的若干引腳，包含相隔開的柵極引腳(11)和源極引腳(12)； 所述第二引線框架(20)上散熱片(21)的位置，與所述柵極(31)連接?xùn)艠O引腳(11)、所述源極(32)連接源極引腳(12)的位置相對應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述芯片(30)包含一晶圓(34)，該晶圓(34)頂面上對應(yīng)芯片(30)柵極(31)、源極(32)的位置分別植有若干錫球(351、352);該些錫球(351、352)對應(yīng)與第一引線框架(10)的柵極引腳(11)、源極引腳(12)連接； 在所述晶圓(34)磨薄的背面，通過蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層(36)，作為該芯片(30)的漏極(33)及保護(hù)層。
6.如權(quán)利要求5所述雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述芯片(30)的晶圓(34)是扇入型封裝時，還包含第一封裝體(37)，其具有足夠厚度以覆蓋所述晶圓(34)頂面，并環(huán)繞所述柵極(31)和源極(32)上的錫球(351、352);通過研磨使所述錫球(351、352)的頂面與研磨后的所述第一封裝體(37)的頂面齊平。
7.如權(quán)利要求5所述雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述芯片(30)的晶圓(34)是扇出型封裝時，還包含第二封裝體(38)，其具有一定厚度以覆蓋所述晶圓(34)頂面，并環(huán)繞所述柵極(31)和源極(32)上的錫球(351、352)，使所述錫球(351、352)的頂部暴露在該第二封裝體(38)夕卜。
8.如權(quán)利要求4所述雙面外露的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述第一引線框架(10)上，柵極引腳(11)、源極引腳(12)各自引出塑封體(40)外的部分為階梯型，并且使該些引腳的端部與所述倒裝芯片(30)暴露的漏極(33)處在同一平面。
9.一種雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，包含以下步驟 步驟I、將一條導(dǎo)電的第一引線框架(10)，固定連接在一條導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的第二引線框架(20)上； 步驟2、在晶圓(34)上制作若干半導(dǎo)體芯片(30)的頂部電極和底部電極； 步驟3、從晶圓(34)上切割形成若干個獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片(30)； 步驟4、對單個芯片(30)來說，將芯片(30)倒裝并電性連接在第一引線框架(10)上；步驟5、對倒裝芯片(30)及其下方的第一、第二引線框架進(jìn)行模壓塑封，使所述第二引線框架(20)的散熱片(21)，及所述芯片(30)的底部電極，分別暴露在該器件正反兩面的塑封體(40)以外； 步驟6、將半導(dǎo)體器件分離成型。
10.如權(quán)利要求I所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于， 步驟I中，進(jìn)一步包含以下步驟 步驟1-1、由銅Cu或其他導(dǎo)電材料制成第一引線框架(10);所述第一引線框架(10)設(shè)置有相互分隔的柵極引腳(11)和源極引腳(12)； 步驟1-2、由氧化鋁Al2O3或氮化鋁A1N，或者其他導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料制成第二引線框架(20)及其散熱片(21)，并且僅在該第二引線框架(20)的散熱片(21)背面設(shè)有鎳Ni或銅Cu的鍍層； 步驟1-3、將整條第一引線框架(10)，通過焊接或以環(huán)氧樹脂粘接的方式，固定連接在整條第二引線框架(20)沒有設(shè)置鍍層的表面之上；使第一引線框架(10)的柵極引腳(11)和源極引腳(12)，與其下方第二引線框架(20)的散熱片(21)的位置相對應(yīng)。
11.如權(quán)利要求10所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于， 步驟2中，制作第一結(jié)構(gòu)(a)芯片(30)的方法，包含 步驟2-a-l、在一片晶圓(34)上包含若干芯片(30)，每個芯片(30)的頂部電極是柵極(31)和源極(32)，芯片(30)的底部電極是漏極(33)； 步驟2-a-2、在晶圓(34)頂面，對應(yīng)每個芯片(30)的柵極(31)和源極(32)位置植球； 步驟2-a-3、將晶圓(34)背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度； 步驟2-a-4、通過背面金屬化工藝，在晶圓(34)背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層(36)，得到芯片(30)的漏極(33)及保護(hù)層。
12.如權(quán)利要求10所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于， 步驟2中，制作第二結(jié)構(gòu)(b)芯片(30)的方法，包含 步驟2-b-l、在一片晶圓(34)上包含若干芯片(30)，每個芯片(30)的頂部電極是柵極(31)和源極(32)，芯片(30)的底部電極是漏極(33)； 步驟2-b-2、在晶圓(34)頂面，對應(yīng)每個芯片(30)的柵極(31)和源極(32)位置植球； 步驟2-b-3、將晶圓(34)扇入型封裝，即在晶圓(34)頂面覆蓋厚度足夠的第一封裝體(37)，將所述柵極(31)和源極(32)的錫球(351、352)也全部覆蓋在該第一封裝體(37)中； 步驟2-b-4、將晶圓(34)上的所述第一封裝體(37)，及其中包裹的若干錫球(351、352)，從其頂部研磨，使該些錫球(351、352)的頂面與所述第一封裝體(37)的頂面齊平； 步驟2-b-5、將晶圓(34)背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度； 步驟2-b-6、通過背面金屬化工藝，在晶圓(34)背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層(36)，得到芯片(30)的漏極(33)及保護(hù)層。
13.如權(quán)利要求10所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于， 步驟2中，制作第三結(jié)構(gòu)(c)芯片(30)的方法，包含 步驟2-c-l、在一片晶圓(34)上包含若干芯片(30)，每個芯片(30)的頂部電極是柵極(31)和源極(32)，芯片(30)的底部電極是漏極(33)； 步驟2-C-2、在晶圓(34)頂面，對應(yīng)每個芯片(30)的柵極(31)和源極(32)位置植球； 步驟2-C-3、將晶圓(34)扇出型封裝，即在晶圓(34)頂面覆蓋一定厚度的第二封裝體(38)，并使所述柵極(31)和源極(32)上錫球(351、352)的頂部從該第二封裝體(38)上暴露出來； 步驟2-C-4、將晶圓(34)背面研磨達(dá)到設(shè)定厚度； 步驟2-C-5、通過背面金屬化工藝，在晶圓(34)背面蒸發(fā)鈦Ti、銀Ag或鎳Ni材料，形成一定厚度的金屬層(36)，得到芯片(30)的漏極(33)及保護(hù)層。
14.如權(quán)利要求11或12或13所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，步驟4中，具體是將芯片(30)倒裝，使其柵極(31)和源極(32)位置的錫球(351、352)朝下，與所述第一引線框架(10)上柵極引腳(11)、源極引腳(12)對應(yīng)形成電性連接；此時，芯片(30)的漏極(33)朝上。
15.如權(quán)利要求14所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于， 步驟5中，具體是使芯片(30)的漏極(33)直接暴露在塑封體(40)的頂部以外；同時半導(dǎo)體器件的另一面，第二引線框架(20)的散熱片(21)底面，也暴露在所述塑封體(40)的底部以外。
16.如權(quán)利要求15所述雙面外露的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于， 步驟6中，具體是將第一、第二引線框架邊緣多余的部分去除；并將第一引線框架(10)上柵極引腳(11)、源極引腳(12)各自引出塑封體(40)外的部分彎制成階梯型，從而使該些引腳的端部與所述芯片(30)暴露的漏極(33)處在同一平面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙面外露的半導(dǎo)體器件及其制作方法，在導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的第二引線框架上，固定連接導(dǎo)電的第一引線框架；將芯片倒裝，使其頂部的柵極、源極與其下方第一引線框架的若干引腳對應(yīng)形成電性連接；將倒裝的芯片與第一、第二引線框架模壓塑封，使第二引線框架的散熱片，及所述芯片底部的漏極，分別暴露在該半導(dǎo)體器件正反兩面的塑封體以外。因而，在不增加半導(dǎo)體器件尺寸的前提下，通過暴露所述散熱片及芯片漏極能夠有效改善散熱性能。
文檔編號H01L21/60GK102842556SQ20111018509
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者龔玉平, 薛彥迅 申請人:萬國半導(dǎo)體(開曼)股份有限公司