CN115346957A - 一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，在同组并联的宽禁带半导体芯片之间以平面互连的结构方式进行电气连接并最终与功率衬底底部金属层相连，无需使用键合线，既减小了电感，又通过互连的方式极大均衡了芯片到端子的寄生电感，大幅提高模块的均流能力；另外，功率衬底的金属层、功率端子驱动端子以及平面互连结构表面均镀银，可以有效提高模块内金属在高温下的抗氧化能力，同时表面镀银的方式更容易使用纳米银烧结技术，进一步提高模块的耐高温能力；具有耐高温、低寄生电感以及低寄生电感不平衡度的特点，特别适用于半桥结构的多芯片电流的均流、高开关频率以及高工作温度。

Description

一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构
技术领域
本发明属于半导体封装技术领域，具体涉及一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构。
背景技术
以碳化硅功率半导体芯片为核心的的新一代宽禁带半导体器件在电学、热学方面相较于硅基器件具有优异的特性，越来越被广泛应用于电动汽车、高铁、航空航天、脉冲功率、新能源并网、高压直流输电等重要军、民、商领域。并且随着“双碳”目标的提出，功率模块不断朝着小型化、低损耗、高功率密度、高可靠性、高集成化的方向发展。
然而仍被广泛应用于碳化硅器件的传统功率模块结构存在诸多问题，从而封装技术结构正在成为限制碳化硅器件性能的瓶颈因素，主要表现为：
1、传统的功率模块使用铝键合线的电气连接方式，接触面积小，在键合点处易发生连接失效。
2、传统的功率模块采用传统的焊料，在高温下会熔化造成连接失效，限制模块应用于高温环境。
3、传统功率模块寄生电感大且难以实现功率芯片的均流，尤其是在高开关频率下会造成严重的电压过冲和电流不均衡，进一步造成芯片损坏或模块失效。
综上所述，基于宽禁带半导体材料的功率芯片受到传统封装的限制，没有发挥出碳化硅材料本身应具有的优异性能。因此需要一种新型的适用于宽禁带半导体的模块封装来克服传统功率模块封装结构的不足和限制，发挥出宽禁带半导体芯片的优异性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，具有耐高温、低寄生电感以及低寄生电感不平衡度的特点，特别适用于半桥结构多芯片电流的均流、高开关频率以及高工作温度，以解决大电流功率模块并联芯片因模块内寄生参数不匹配导致电流分配不均的技术问题。
本发明采用以下技术方案：
一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，包括若干串联或并联的宽禁带功率半导体芯片，若干宽禁带功率半导体芯片的底面设置在功率衬底的顶部金属层上，宽禁带碳化硅功率半导体芯片的表面通过平面互连结构与顶部金属层上设置的导电金属区域以及其他宽禁带功率半导体芯片的表面连接；顶部金属层上设置有功率端子和驱动端子，顶部金属层的直流正极金属区域和直流负极金属区域分别连接解耦电容，功率衬底、功率端子、驱动端子和平面互连结构的表面镀银。
具体的，直流正极金属区域的一侧设置有上桥臂栅极金属区域和上桥臂开尔文源极金属区域，直流正极金属区域与直流负极金属区域之间设置有交流极金属区域、下桥臂栅极金属区域和下桥臂开尔文源极金属区域。
进一步的，宽禁带碳化硅功率半导体芯片包括多个上桥臂宽禁带功率半导体芯片和对应的下桥臂宽禁带功率半导体芯片，上桥臂宽禁带功率半导体芯片设置在直流正极金属区域上，上桥臂宽禁带功率半导体芯片的栅极分别与上桥臂栅极金属区域连接，上桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极分别与上桥臂开尔文源极金属区域连接；下桥臂宽禁带功率半导体芯片设置在交流极金属区域上，下桥臂宽禁带功率半导体芯片的栅极分别与下桥臂栅极金属区域连接，桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极分别与下桥臂开尔文源极金属区域连接。
进一步的，驱动端子包括上桥臂源极驱动端子、上桥臂栅极驱动端子、下桥臂栅极驱动端子和下桥臂源极驱动端子，上桥臂源极驱动端子设置在上桥臂开尔文源极金属区域，上桥臂栅极驱动端子设置在上桥臂栅极金属区域，下桥臂栅极驱动端子设置在下桥臂栅极金属区域，下桥臂源极驱动端子设置在下桥臂开尔文源极金属区域。
具体的，功率端子包括直流正极功率端子、直流负极功率端子以及交流极功率端子，直流正极功率端子设置在直流正金属区域，直流负极功率端子设置在直流负极金属区域，交流极功率端子设置在交流极金属区域。
具体的，解耦电容包括第一解耦电容和第二解耦电容，直流正极金属区域分别通过第一解耦电容和第二解耦电容与直流负极金属区域连接。
具体的，宽禁带碳化硅功率半导体芯片包括若干半导体芯片，若干半导体芯片分为两组，每组内的半导体芯片并联连接，两组之间的半导体芯片的串联连接构成典型半桥结构的上桥臂和下桥臂，同组半导体芯片的间距相同。
具体的，平面互连结构包括上桥臂平面互连结构和下桥臂平面互连结构，上桥臂平面互连结构将上桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极进行互连，并连接交流极金属区域；下桥臂平面互连结构将下桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极进行互连，并连接直流负极金属区域。
进一步的，上桥臂平面互连结构包括上桥臂第七导电通路和上桥臂第八导电通路，上桥臂第七导电通路和上桥臂第八导电通路的一端分别通过若干上桥臂导电通路连接对应的上桥臂宽禁带功率半导体芯片，另一端分别通过若干上桥臂导电通路连接交流极金属区域；
下桥臂平面互连结构包括相互导通的下桥臂第一导电通路、下桥臂第二导电通路、下桥臂第三导电通路和下桥臂第四导电通路，下桥臂第一导电通路和下桥臂第二导电通路之间通过下桥臂第五导电通路连接直流负极金属区域，下桥臂第三导电通路和下桥臂第四导电通路之间通过下桥臂平第六导电通路连接直流负极金属区域。
具体的，顶部金属层的下侧依次设置有绝缘介质层和底部金属层。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，若干宽禁带半导体芯片通过串联或并联方式以提高功率模块的容量，同组并联的宽禁带半导体芯片之间以平面互连的结构方式进行电气连接并最终与功率衬底底部金属层相连，采用平面互连结构对宽禁带半导体表面进行电气连接可以大幅减小各芯片源极寄生电感的大小和不平衡度，无需使用键合线，既减小了电感，又通过互连的方式极大均衡了芯片到端子的寄生电感，进一步提高模块的均流能力；另外，本发明兼具高温性能，功率衬底的金属层、功率端子、驱动端子以及平面互连结构表面均镀银，以便更好使用烧结银连接方式，增强连接稳定性，大幅提高温下金属的抗氧化能力，同时表面镀银更容易使用纳米银烧结技术，进一步提高模块的耐高温能力。
进一步的，功率衬底顶部金属层的直流正极金属区域、交流极金属区域以及直流负极金属区域采用大面积铺铜，增强电流流通能力和模块的导热能力。
进一步的，金属层单独设置开尔文源极金属区域，功率半导体芯片的源极、栅极构成的驱动回路采用开尔文连接方式，能够有效防止功率源极寄生电感进入驱动回路，实现驱动回路的开尔文连接，消除功率回路对驱动回路共源极电感的影响。
进一步的，驱动端子设置在功率衬底顶部金属层对应金属区域，便于模块与外界驱动电路进行连接。
进一步的，驱动端子设置在功率衬底顶部金属层对应金属区域，便于模块与外界功率电路进行连接。
进一步的，解耦电容两端紧邻功率端子设置，可以在最大程度上避免引入模块外电路的电感，同时直流正极功率端子和直流负极功率端子同侧排布，易于设计叠层母排结构，实现模块的串并联。
进一步的，宽禁带半导体功率芯片均分两组设置于不同的导电金属区域构成半桥结构的上下桥臂芯片组，提高模块的通用程度，同组芯片之间间距适中且相同，为芯片提供相似散热环境，建小芯片之间的热耦合。
进一步的，平面互连结构在实现代替键合线进行电气连接功能的同时，将同组功率半导体芯片的源极进行互连，通过耦合路径的方法大幅减小各芯片源极寄生电感之间的不平衡度，同时相较于键合线大幅提高了连接处接触面积，既减小了寄生电感的大小，又增加了可靠性，从而提高了模块的均流能力和可靠性。
进一步的，采用平面互连结构，上下桥臂各自并联芯片之间因设置了源极互连通路，从而源极电感形成互连网络，大幅减小因不同芯片距离端子距离不同而造成寄生电感不平衡的问题。
进一步的，功率衬底为金属、绝缘介质层、金属三层结构，绝缘介质层的双面金属化可有效改善因金属和陶瓷热膨胀系数不同导致的高温弯曲。功率衬底底部金属层可以直接或通过基板与散热器相连，增加模块散热能力，中间绝缘介质层采用陶瓷，用于导热以及电气绝缘，顶部金属层划分若干金属区域，主要用于设置宽禁带半导体功率芯片的电气连接。
综上所述，本发明能够有效在高开关频率、高温下可靠工作，从而充分发挥了宽禁带功率半导体的优越性能。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为发明实施例功率衬底及顶部金属区域布局示意图；
图2为本发明实施例不包含平面互连结构的俯视示意图；
图3为本发明实施例整体结构图；
图4为本发明实施例上桥臂平面互连结构及芯片源极电流流通示意图；
图5为本发明实施例下桥臂平面互连结构及芯片源极电流流通示意图。
其中：100.功率衬底；101.顶部金属层；102.绝缘介质层；103.底部金属层；111.上桥臂开尔文源极金属区域；112上桥臂栅极金属区域；113.直流正极金属区域；114.交流极金属区域；115.下桥臂栅极金属区域；116.下桥臂开尔文源极金属区域；117.直流负极金属区域；201.第一上桥臂宽禁带功率半导体芯片；202.第二上桥臂宽禁带功率半导体芯片；203.第三上桥臂宽禁带功率半导体芯片；204.第一下桥臂宽禁带功率半导体芯片；205.第二下桥臂宽禁带功率半导体芯片；206.第三下桥臂宽禁带功率半导体芯片；301.直流正极功率端子；302.直流负极功率端子；303.交流极功率端子；304.上桥臂源极驱动端子；305.上桥臂栅极驱动端子；306.下桥臂栅极驱动端子；307.下桥臂源极驱动端子；401.第一解耦电容；402.第二解耦电容；500.上桥臂平面互连结构；501.上桥臂第一导电通路；502.上桥臂第二导电通；503.上桥臂第三导电通路；504.上桥臂第四导电通路；505.上桥臂第五导电通路；506.上桥臂第六导电通路；507.上桥臂第七导电通路；508.上桥臂第八导电通路；600.下桥臂平面互连结构；601.下桥臂第一导电通路；602.下桥臂第二导电通；603.下桥臂第三导电通路；604.下桥臂第四导电通路；605.下桥臂第五导电通路；606.下桥臂第六导电通路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明提供了一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，同组并联的宽禁带半导体芯片之间以平面互连的结构方式进行电气连接并最终与功率衬底底部金属层相连，无需使用键合线，既减小了电感，又通过互连的方式极大均衡了芯片到端子的寄生电感，大幅提高模块的均流能力。另外，本发明功率衬底的金属层、功率端子驱动端子以及平面互连结构表面均镀银，可以有效提高模块内金属在高温下的抗氧化能力，同时表面镀银的方式更容易使用纳米银烧结技术，进一步提高模块的耐高温能力。该结构具有耐高温、低寄生电感以及低寄生电感不平衡度的特点，特别适用于半桥结构的多芯片电流的均流、高开关频率以及高工作温度。
请参阅图1，图2和图3，本发明一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，包括1个功率衬底100、2组每组3个共6个宽禁带功率半导体芯片、3个功率端子、4个驱动端子、2个解耦电容以及2个平面互连结构。
功率衬底100包括顶部金属层101、绝缘介质层102以及底部金属层103。
6个宽禁带功率半导体芯片包括第一上桥臂宽禁带功率半导体芯片201、第二上桥臂宽禁带功率半导体芯片202、第三上桥臂宽禁带功率半导体芯片203、第一下桥臂宽禁带功率半导体芯片204、第二下桥臂宽禁带功率半导体芯片205和第三下桥臂宽禁带功率半导体芯片206。
3个功率端子包括直流正极功率端子301、直流负极功率端子302以及交流极功率端子303。
4个驱动端子包括上桥臂源极驱动端子304、上桥臂栅极驱动端子305、下桥臂栅极驱动端子306、下桥臂源极驱动端子307。
2个解耦电容包括第一解耦电容401和第二解耦电容402。
2个平面互连结构包括上桥臂平面互连结构500和下桥臂平面互连结构600。
其中，2个平面互连结构与2组宽禁带半导体芯片对应设置，具体为上桥臂平面互连结构和下桥臂平面互连结构。
多个串联或并联的宽禁带功率半导体芯片的底面设置在功率衬底100的顶部金属层101上，每个宽禁带碳化硅功率半导体芯片的表面通过平面互连的结构方式与顶部金属层101上其它导电金属区域以及其他宽禁带功率半导体芯片的表面连接；顶部金属层101上设置有多个功率端子300和多个驱动端子4，顶部金属层101的直流正极金属区域113和直流负极金属区域117分别连接多个解耦电容。
需要特别指出的是，本实施例包括了两组宽禁带功率半导体芯片，每组由3个并联的宽禁带功率半导体芯片使用碳化硅MOSFET芯片，构成经典半桥结构的上下桥臂开关管，实际工作中宽禁带功率半导体芯片根据需求替换为其他类型的晶体管，如IGBT，或根据需求增加或减少并联芯片数来改变通流能力或者增加减少串联芯片数来改变耐压能力，或者根据需求增加反并联二极管芯片。
请参阅图1，功率衬底100从上到下依次包括顶部金属层101、绝缘介质层102以及底部金属层103，绝缘介质层由氧化铝、氮化铝或氮化硅制成；顶部金属层101由铜制成且表面镀银，底部金属层103由铜或铝制成且表面镀银；功率衬底的顶部金属层101包括若干金属区域，具体为上桥臂开尔文源极金属区域111、上桥臂栅极金属区域112、直流正极金属区域113、交流极金属区域114、下桥臂栅极金属区域115、下桥臂开尔文源极金属区域116以及直流负极金属区域117。
请参阅图2，第一上桥臂宽禁带功率半导体芯片201、第二上桥臂宽禁带功率半导体芯片202、第三上桥臂宽禁带功率半导体芯片203和直流正极功率端子301设置在顶部金属层101上的直流正金属区域113，直流负极功率端子302设置在顶部金属层101上的直流负极金属区域117；第一下桥臂宽禁带功率半导体芯片204、第二下桥臂宽禁带功率半导体芯片205、第三下桥臂宽禁带功率半导体芯片206和交流极功率端子303设置在顶部金属层101上的交流极金属区域114；上桥臂源极驱动端子304设置在顶部金属层101上的上桥臂开尔文源极金属区域111，上桥臂栅极驱动端子305设置在顶部金属层101上的上桥臂栅极金属区域112，下桥臂栅极驱动端子306设置在顶部金属层101上的下桥臂栅极金属区域115，下桥臂源极驱动端子307设置在顶部金属层101上的下桥臂开尔文源极金属区域116；
第一解耦电容解耦电容401和第二解耦电容402连接直流正极金属区域113和直流负极金属区域117；
第一上桥臂宽禁带功率半导体芯片201、第二上桥臂宽禁带功率半导体芯片202和第三上桥臂宽禁带功率半导体芯片203的栅极分别与上桥臂栅极金属区域112连接；第一上桥臂宽禁带功率半导体芯片201、第二上桥臂宽禁带功率半导体芯片202和第三上桥臂宽禁带功率半导体芯片203的源极分别与上桥臂开尔文源极金属区域111连接，构成上桥臂驱动回路；
第一下桥臂宽禁带功率半导体芯片204、第二下桥臂宽禁带功率半导体芯片205和第三下桥臂宽禁带功率半导体芯片206的栅极分别与下桥臂栅极金属区域115连接；第一下桥臂宽禁带功率半导体芯片204、第二下桥臂宽禁带功率半导体芯片205和第三下桥臂宽禁带功率半导体芯片206的源极分别与下桥臂开尔文源极金属区域116连接，构成下桥臂驱动回路。
请参阅图3和图4，上桥臂平面互连结构500将第一上桥臂宽禁带功率半导体芯片201、第二上桥臂宽禁带功率半导体芯片202、第三上桥臂宽禁带功率半导体芯片203的源极进行互连，并连接到功率衬底顶部金属层交流极金属区域114；
上桥臂平面互连结构500包括上桥臂第一导电通路501、上桥臂第二导电通路502、上桥臂第三导电通路503、上桥臂第四导电通路504、上桥臂第五导电通路505、上桥臂第六导电通路506、上桥臂第七导电通路507、上桥臂第八导电通路508，其中上桥臂第七导电通路507、上桥臂第八导电通路508共同构成互连导电通路。
参阅图3和图5，下桥臂平面互连结构600将第一下桥臂宽禁带功率半导体芯片204、第二下桥臂宽禁带功率半导体芯片205、第三下桥臂宽禁带功率半导体芯片206的源极进行互连，并连接到功率衬底顶部金属层直流负极金属区域117；
下桥臂平面互连结构600包括下桥臂第一导电通路601、下桥臂第二导电通路602、下桥臂第三导电通路603、下桥臂第四导电通路604、下桥臂第五导电通路605下桥臂平第六导电通路606，其中下桥臂第一导电通路601、下桥臂第二导电通路602、下桥臂第三导电通路603、下桥臂第四导电通路604共同构成互连导电通路。
本发明一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构的工作原理具体为：
使用平面互连结构代替键合线进行电气连接功能，大幅提高了连接处接触面积，减小了寄生电感的大小，同时本结构的核心在于平面互连结构将同组功率半导体芯片的源极进行互连，通过耦合各芯片功率回路源极寄生电感的方法大幅减小同组芯片源极寄生电感之间的不平衡度，能够有效抑制高频率开关过程中电压的过冲以及实现模块的动态以及静态均流，大幅提高模块的电学可靠性；功率衬底的顶部金属层、底部金属层、功率端子、驱动端子以及平面互连结构表面均镀银，大幅提高温下金属的抗氧化能力，同时表面镀银更容易使用纳米银烧结技术，进一步提高模块的耐高温能力。
本发明实现了一个半桥结构，这种结构(由一个或者多个结构串并联)可以构成但不限于三相逆变全桥电路、同步整流器、单相逆变全桥等各种电力电子变换电路。
在有限元仿真软件中将本发明提出的平面互连结构与传统键合线进行仿真对比，得到键合线连接的源极寄生电感极差与均值为2.73nH、8.62nH，而平面互连为0.49nH、5.19nH，寄生电感的不平衡度与大小显著降低。在对有18个芯片并联的大电流模块仿真中，各芯片电流的不平衡度在平面互连的结构中为22％，显著低于键合线连接的结构中的76％。通过仿真，说明基于平面互连的电气连接结构能够有效实现芯片的均流。
综上所述，本发明一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，使用平面互连的思想方法与技术代替键合线进行芯片与功率衬底金属层的连接，能够在减小功率源极寄生电感大小的基础上大幅减小寄生电感的不平衡度，特别适用于并能有效解决大电流模块中并联芯片的均流问题。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，包括若干串联或并联的宽禁带功率半导体芯片，若干宽禁带功率半导体芯片的底面设置在功率衬底(100)的顶部金属层(101)上，宽禁带碳化硅功率半导体芯片的表面通过平面互连结构与顶部金属层(101)上设置的导电金属区域以及其他宽禁带功率半导体芯片的表面连接；顶部金属层(101)上设置有功率端子和驱动端子，顶部金属层(101)的直流正极金属区域(113)和直流负极金属区域(117)分别连接解耦电容，功率衬底(100)、功率端子、驱动端子和平面互连结构的表面镀银。
2.根据权利要求1所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，直流正极金属区域(113)的一侧设置有上桥臂栅极金属区域(112)和上桥臂开尔文源极金属区域(111)，直流正极金属区域(113)与直流负极金属区域(117)之间设置有交流极金属区域(114)、下桥臂栅极金属区域(115)和下桥臂开尔文源极金属区域(116)。
3.根据权利要求2所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，宽禁带碳化硅功率半导体芯片包括多个上桥臂宽禁带功率半导体芯片和对应的下桥臂宽禁带功率半导体芯片，上桥臂宽禁带功率半导体芯片设置在直流正极金属区域(113)上，上桥臂宽禁带功率半导体芯片的栅极分别与上桥臂栅极金属区域(112)连接，上桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极分别与上桥臂开尔文源极金属区域(111)连接；下桥臂宽禁带功率半导体芯片设置在交流极金属区域(114)上，下桥臂宽禁带功率半导体芯片的栅极分别与下桥臂栅极金属区域(115)连接，桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极分别与下桥臂开尔文源极金属区域(116)连接。
4.根据权利要求2所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，驱动端子包括上桥臂源极驱动端子(304)、上桥臂栅极驱动端子(305)、下桥臂栅极驱动端子(306)和下桥臂源极驱动端子(307)，上桥臂源极驱动端子(304)设置在上桥臂开尔文源极金属区域(111)，上桥臂栅极驱动端子(305)设置在上桥臂栅极金属区域(112)，下桥臂栅极驱动端子(306)设置在下桥臂栅极金属区域(115)，下桥臂源极驱动端子(307)设置在下桥臂开尔文源极金属区域(116)。
5.根据权利要求1所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，功率端子包括直流正极功率端子(301)、直流负极功率端子(302)以及交流极功率端子(303)，直流正极功率端子(301)设置在直流正金属区域(113)，直流负极功率端子(302)设置在直流负极金属区域(117)，交流极功率端子(303)设置在交流极金属区域(114)。
6.根据权利要求1所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，解耦电容包括第一解耦电容(401)和第二解耦电容(402)，直流正极金属区域(113)分别通过第一解耦电容(401)和第二解耦电容(402)与直流负极金属区域(117)连接。
7.根据权利要求1所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，宽禁带碳化硅功率半导体芯片包括若干半导体芯片，若干半导体芯片分为两组，每组内的半导体芯片并联连接，两组之间的半导体芯片的串联连接构成典型半桥结构的上桥臂和下桥臂，同组半导体芯片的间距相同。
8.根据权利要求1所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，平面互连结构包括上桥臂平面互连结构(500)和下桥臂平面互连结构(600)，上桥臂平面互连结构(500)将上桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极进行互连，并连接交流极金属区域(114)；下桥臂平面互连结构(600)将下桥臂宽禁带功率半导体芯片的源极进行互连，并连接直流负极金属区域(117)。
9.根据权利要求8所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，上桥臂平面互连结构(500)包括上桥臂第七导电通路(507)和上桥臂第八导电通路(508)，上桥臂第七导电通路(507)和上桥臂第八导电通路(508)的一端分别通过若干上桥臂导电通路连接对应的上桥臂宽禁带功率半导体芯片，另一端分别通过若干上桥臂导电通路连接交流极金属区域(114)；
下桥臂平面互连结构(600)包括相互导通的下桥臂第一导电通路(601)、下桥臂第二导电通路(602)、下桥臂第三导电通路(603)和下桥臂第四导电通路(604)，下桥臂第一导电通路(601)和下桥臂第二导电通路(602)之间通过下桥臂第五导电通路(605)连接直流负极金属区域(117)，下桥臂第三导电通路(603)和下桥臂第四导电通路(604)之间通过下桥臂平第六导电通路(606)连接直流负极金属区域(117)。
10.根据权利要求1所述的基于平面互连的宽禁带半导体模块封装结构，其特征在于，顶部金属层(101)的下侧依次设置有绝缘介质层(102)和底部金属层(103)。
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