保護(hù)器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的涉及半導(dǎo)體封裝，并且在特別的實(shí)施例中，涉及保護(hù)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]電氣過度應(yīng)力(Electrical Overstress，EOS)被認(rèn)為是器件或集成電路暴露于超過其絕對最大定額值的電流或電壓。EOS能夠因?qū)е赂咂茐男缘碾娏鞯碾妷哼^沖而發(fā)生。
[0003]一類的EOS是靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)，其被認(rèn)為是在不同靜電電位處的主體或表面之間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。ESD會因來自充電的主體的電荷的突然放電而發(fā)生。當(dāng)不同的充電目標(biāo)相互接觸或當(dāng)在它們之間的介電質(zhì)損壞時，ESD會發(fā)生，并且產(chǎn)生可見的閃光。ESD是在從Ins至200ns的非常短的時間內(nèi)的通常在0.1A至30A的高電流事件。
[0004]另一種類型的EOS關(guān)系到快速的瞬態(tài)電壓浪涌。最強(qiáng)烈的的瞬態(tài)與雷擊浪涌和工業(yè)浪涌有關(guān)。瞬態(tài)過壓事件通常非常短暫，從數(shù)微秒到數(shù)毫秒，但長于ESD事件。瞬態(tài)電壓浪涌波形可以是振蕩或脈沖。該波形通常具有在近似于0.5微秒至10微秒間的上升波前。瞬態(tài)過壓可能是IkV至50kV。
[0005]瞬態(tài)電壓浪涌通常通過電源線進(jìn)入器件，并且可以因開關(guān)和雷擊瞬態(tài)而上升。電源系統(tǒng)上的該種電源線瞬態(tài)可以因斷電、自動跳開關(guān)、負(fù)載開關(guān)、電容存儲庫開關(guān)、設(shè)備錯誤和其它等而產(chǎn)生。雷擊事件可以直接將高電流注入并且產(chǎn)生過壓。然而，雷擊可能也會導(dǎo)致間接地效果。例如，雷電攻擊可以導(dǎo)致位于建筑物外和/或內(nèi)的導(dǎo)體上的電壓/電流。雷電也可以影響因鄰近的直接到地放電而產(chǎn)生的地電流流動，該直接到地放電耦合進(jìn)該設(shè)備的接地系統(tǒng)的共地路徑。
[0006]浪涌保護(hù)器(或浪涌抑制器)是被設(shè)計(jì)用于使靈敏的電子設(shè)備免受瞬態(tài)電壓浪涌的影響。例如，浪涌保護(hù)器可以被設(shè)計(jì)通過阻斷任何高于安全閾值的不期望的電壓或?qū)⑷魏胃哂诎踩撝档牟黄谕碾妷憾搪分恋匾韵拗乒?yīng)給電子設(shè)備的電壓。相應(yīng)的，浪涌保護(hù)設(shè)備具有一定的特性或操作機(jī)制，超過該特性或操作方法，保護(hù)設(shè)備不會具有其預(yù)期的功能。然而，操作條件中的改良導(dǎo)致轉(zhuǎn)化為更高的利潤率和/或更高的產(chǎn)品收益的改良的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]依照本發(fā)明的實(shí)施例，一種半導(dǎo)體封裝，包括芯片焊盤，以及布置在該芯片焊盤上的P/N 二極管。該P(yáng)/N 二極管包括位于襯底中具有第一摻雜類型第一摻雜區(qū)，所述襯底具有與所述第一摻雜類型相反的第二類型。所述第一摻雜去被布置在朝向所述芯片焊盤的第一側(cè)。位于第一摻雜去的焊接層將所述P/N 二極管與所述芯片焊盤連接。
[0008]依照本發(fā)明的可替換的實(shí)施例，一種半導(dǎo)體封裝，包括芯片焊盤，鄰近所述焊盤布置的引線，以及布置在所述焊盤上的晶體管。所述晶體管包括第一源/漏接觸區(qū)以及位于第一側(cè)的柵極接觸區(qū)。所述晶體管還包括位于與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)的第二源/漏接觸區(qū)。在所述第一側(cè)的第一焊接層將所述第一源/漏接觸區(qū)連接至所述芯片焊接盤。在所述第一側(cè)的第二焊接層將所述柵極接觸區(qū)連接至所述引線。
[0009]依照本發(fā)明的可替換的實(shí)施例，一種半導(dǎo)體封裝，包括芯片焊盤，布置在所述芯片焊盤上的保護(hù)器件。所述保護(hù)器件包括布置在所述芯片焊盤上的第一熱產(chǎn)生區(qū)。所述第一熱產(chǎn)生區(qū)被布置在面向所述芯片焊盤的第一側(cè)。位于所述第一熱產(chǎn)生區(qū)的焊接層將所述保護(hù)器件與所述芯片焊盤相接。
【附圖說明】
[0010]為了更完整的理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在請參考下面與附圖相結(jié)合的【具體實(shí)施方式】，其中:
[0011]圖1，包括圖1A和1B，示出了浪涌保護(hù)器件的實(shí)施方式，其中，圖1A示出了浪涌保護(hù)電路的原理圖，以及圖1B示出了浪涌保護(hù)器件的電流電壓關(guān)系；
[0012]圖2，包括圖2A和2B，示出了依照本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝，其中圖2A示出了截面圖，以及圖2B示出了頂部圖；
[0013]圖3示出了依照本發(fā)明的可替換的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝，其背面的導(dǎo)電層被形成在芯片的側(cè)壁上；
[0014]圖4，包括圖4A到4C，示出了依照本發(fā)明的可替換的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝，在該封裝中芯片包含晶體管，其中，圖4A示出了該封裝的截面圖，其中圖4B和4C示出了在該可替換的實(shí)施例中的封裝中的芯片的放大的截面圖；
[0015]圖5示出了依照本發(fā)明的可替換的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝，在該半導(dǎo)體封裝中在垂直二極管之上背面?zhèn)鲗?dǎo)層使用夾片互連件來耦接至引線；
[0016]圖6示出了依照本發(fā)明的可替換的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝，在該半導(dǎo)體封裝中晶體管的背面?zhèn)鲗?dǎo)層使用夾片互連件來耦接至引線；
[0017]圖7，包括圖7A和7B，示出了依照本發(fā)明的實(shí)施例的焊接層被形成在大于重?fù)诫s區(qū)的表面區(qū)域上的半導(dǎo)體封裝，其中，圖7A示出了截面圖，圖7B示出了頂部圖；
[0018]圖8，包括圖8A和SB，示出了依照本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝，多個裸片被布置在該半導(dǎo)體封裝中；
[0019]圖9，其包括圖9A和9B，示出了包括被安裝至共同裸片焊盤的多個裸片的半導(dǎo)體封裝的另一實(shí)施例；
[0020]圖10示出了依照本發(fā)明的實(shí)施例的包含具有兩個被布置在襯底25中的芯片的半導(dǎo)體封裝；
[0021]圖11示出了依照本發(fā)明的實(shí)施例的包含芯片的半導(dǎo)體封裝，該芯片包括位于襯底正面和背面的高摻雜區(qū)；
[0022]圖12示出了依照本發(fā)明的實(shí)施例的包含芯片的半導(dǎo)體封裝，該芯片包括兩個位于襯底中的高摻雜區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在當(dāng)前的高競爭的市場中，為了系統(tǒng)的可靠性，有效的過壓保護(hù)已經(jīng)成為IC/ASIC設(shè)計(jì)中整合的一部分?，F(xiàn)場故障被失望的客戶所感受到，并且提升了保修退貨的數(shù)目。忽略這個問題將嚴(yán)重地影響到公司的形象和利潤。
[0024]然而，一些傳統(tǒng)的做法仍然依賴于試驗(yàn)和錯誤嘗試來設(shè)計(jì)保護(hù)器件。這將要求多個重新設(shè)計(jì)循環(huán)，例如，在符合性測試中。這些嘗試提升了成本并且延遲了新電子產(chǎn)品推向市場的時間。
[0025]為了避免這些問題，制造者們遵循證明了在售器件的瞬態(tài)過壓抗干擾性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國際電工技術(shù)委員會(Internat1nal Electrotechnical Commiss1n，IEC)已經(jīng)改良了瞬態(tài)可靠性標(biāo)準(zhǔn)，改良后的瞬態(tài)可靠性標(biāo)準(zhǔn)對于原始設(shè)備制造者具有最小的要求。已知的抗干擾性測試的基本標(biāo)準(zhǔn)有IEC6100-4-X標(biāo)準(zhǔn)。IEC標(biāo)準(zhǔn)中的三個涉及瞬態(tài)抗干擾保護(hù)器件。第一，IEC6100-4-2涉及ESD保護(hù)。IEC6100-4-4涉及電子快速瞬態(tài)/突發(fā)(Electrical Fast Transient/Burst,EFT)保護(hù)，以及 IEC6100-4-5 涉及浪涌抗干擾保護(hù)。換句話說，IEC6100-4-2與ESD抗干擾性相關(guān)，二 IEC6100-4-4和IEC6100-4-5與瞬態(tài)抗干擾性相關(guān)。
[0026]IEC6100-4-5致力于電源線與數(shù)據(jù)線上的最苛刻的瞬態(tài)條件。這些是由電擊和開關(guān)導(dǎo)致的瞬態(tài)。開關(guān)瞬態(tài)可能由供電系統(tǒng)開關(guān)、功率分布系統(tǒng)中的負(fù)載改變或短路錯誤條件所導(dǎo)致。雷擊瞬態(tài)可能有直接的電子或由間接雷擊所導(dǎo)致的電壓或電流而產(chǎn)生。
[0027]IEC6100-4-5標(biāo)準(zhǔn)定義了瞬態(tài)進(jìn)入點(diǎn)以及多個安裝條件。該瞬態(tài)被根據(jù)產(chǎn)生給定波形并且具有指定的開路電壓和源阻抗的產(chǎn)生器而定義。兩個不