DE102015115982A1 - Elektronisches Bauteil - Google Patents

Elektronisches Bauteil Download PDF

Info

Publication number
DE102015115982A1
DE102015115982A1 DE102015115982.1A DE102015115982A DE102015115982A1 DE 102015115982 A1 DE102015115982 A1 DE 102015115982A1 DE 102015115982 A DE102015115982 A DE 102015115982A DE 102015115982 A1 DE102015115982 A1 DE 102015115982A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
high voltage
low voltage
depletion transistor
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015115982.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Oliver Häberlen
Matteo-Alessandro Kutschak
Ralf Otremba
Klaus Schiess
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies Austria AG
Original Assignee
Infineon Technologies Austria AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies Austria AG filed Critical Infineon Technologies Austria AG
Publication of DE102015115982A1 publication Critical patent/DE102015115982A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/8258—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using a combination of technologies covered by H01L21/8206, H01L21/8213, H01L21/822, H01L21/8252, H01L21/8254 or H01L21/8256
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L25/0655—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0611—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
    • H01L27/0617—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
    • H01L27/0629—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with diodes, or resistors, or capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0688—Integrated circuits having a three-dimensional layout
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7786—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7838—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate without inversion channel, e.g. buried channel lateral MISFETs, normally-on lateral MISFETs, depletion-mode lateral MISFETs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601—Structure
    • H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/4813—Connecting within a semiconductor or solid-state body, i.e. fly wire, bridge wire
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0605—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits made of compound material, e.g. AIIIBV
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/107—Substrate region of field-effect devices
    • H01L29/1075—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors
    • H01L29/1079—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/1087—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate characterised by the contact structure of the substrate region, e.g. for controlling or preventing bipolar effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/8611—Planar PN junction diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/872—Schottky diodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

In einer Ausführungsform umfasst ein elektronisches Bauteil einen Hochspannungs-Verarmungstransistor, der einen Strompfad umfasst, der seriell mit einem Strompfad eines Niederspannungs-Anreicherungstransistors gekoppelt ist, eine Diode mit einer Anode und einer Kathode und eine Chipinsel. Eine hintere Oberfläche des Hochspannungs-Verarmungstransistors ist auf der Chipinsel montiert und elektrisch mit diesem verbunden. Eine erste Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors ist auf der Chipinsel montiert und elektrisch mit diesem verbunden. Die Anode der Diode ist mit einer Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden und die Kathode der Diode ist auf der Chipinsel montiert.

Description

  • HINTERGRUND
  • Bisher wurden in Leistungselektronikanwendungen verwendete Transistoren typischerweise mit Halbleitermaterialien aus Silicium (Si) hergestellt. Übliche Transistorbauelemente für Leistungsanwendungen umfassen Si-CoolMOS, Si-Leistungs-MOSFETs und Si-Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (Insulated Gate Bipolar Transistors, IGBTs). Auch Verbindungshalbleiter, beispielsweise III-V-Verbindungshalbleiter wie etwa Galliumarsenid (GaAs), sind in einigen Anwendungen nützlich. Vor kurzem wurden Siliciumcarbid(SiC)-Leistungsbauelemente in Betracht gezogen. Jetzt stellen sich Gruppe-III-N-Halbleiterbauelemente, wie beispielsweise Galliumnitrid(GaN)-Bauelemente, als attraktive Kandidaten heraus, um große Ströme zu tragen, hohe Spannungen zu unterstützen und sehr niedrigen Durchlasswiderstand und schnelle Schaltzeiten bereitzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In einer Ausführungsform umfasst ein elektronisches Bauteil einen Hochspannungs-Verarmungstransistor, der einen Strompfad umfasst, der seriell mit einem Strompfad eines Niederspannungs-Anreicherungstransistors gekoppelt ist, eine Diode mit einer Anode und einer Kathode sowie eine Chipinsel. Eine hintere Oberfläche des Hochspannungs-Verarmungstransistors ist auf der Chipinsel montiert und elektrisch mit diesem verbunden. Eine erste Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors ist auf der Chipinsel montiert und elektrisch mit diesem verbunden. Die Anode der Diode ist mit einer Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden und die Kathode der Diode ist auf der Chipinsel montiert.
  • Fachleute auf dem Gebiet werden zusätzliche Merkmale und Vorteile erkennen, nachdem sie die folgende ausführliche Beschreibung gelesen und die begleitenden Zeichnungen betrachtet haben.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Elemente der Zeichnung sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, solange sie einander nicht ausschließen. Die Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung ausführlich erläutert.
  • 1 stellt ein elektronisches Bauteil gemäß einer ersten Ausführungsform dar.
  • 2 stellt ein schematisches Diagramm dar, welches eine Kaskodenschaltung veranschaulicht.
  • 3 stellt ein schematisches Diagramm dar, welches eine Schaltungsanordnung veranschaulicht.
  • 4 stellt ein elektronisches Bauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform dar.
  • 5 stellt ein elektronisches Bauteil gemäß einer dritten Ausführungsform dar.
  • 6 stellt einen Hochspannungs-Verarmungstransistor gemäß einer vierten Ausführungsform dar.
  • 7 stellt einen Hochspannungs-Verarmungstransistor gemäß einer fünften Ausführungsform dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie wie „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten” „vorlaufend”, „nachlaufend” usw. unter Hinweis auf die Orientierung der gerade beschriebenen Figuren verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen erläutert. In diesem Fall werden identische bauliche Merkmale in den Figuren durch identische oder ähnliche Bezugszeichen benannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist „lateral” oder „laterale Richtung” so zu verstehen, dass damit eine Richtung oder eine Erstreckung gemeint ist, die parallel zur lateralen Erstreckung eines Halbleitermaterials oder eines Halbleiterträgers verläuft. Die laterale Richtung erstreckt sich somit allgemein parallel zu diesen Oberflächen oder Seiten. Im Gegensatz dazu ist der Begriff „vertikal” oder „vertikale Richtung” als eine Richtung zu verstehen, die allgemein senkrecht zu diesen Oberflächen oder Seiten und somit zur lateralen Richtung verläuft. Die vertikale Richtung verläuft daher in Dickenrichtung des Halbleitermaterials oder Halbleiterträgers.
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet sollen die Begriffe „verbunden”, „geskoppelt” und/oder „elektrisch verbunden”, „elektrisch gekoppelt” nicht bedeuten, dass die Elemente direkt miteinander verbunden sein müssen – es können Zwischenelemente zwischen den „verbundenen”, „gekoppelten” oder „elektrisch verbundenen”, „elektrisch gekoppelten” Elementen vorgesehen sein.
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet kann die Bezugnahme darauf, dass sich ein Element, etwa eine Schicht, ein Bereich oder ein Substrat, „auf” einem anderen Element befindet oder sich „auf” dieses erstreckt, bedeuten, dass es sich direkt auf dem anderen Element befindet oder sich auf dieses erstreckt oder dass dazwischenliegende Elemente ebenfalls vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu bedeutet die Bezugnahme darauf, dass sich ein Element „direkt” auf einem anderen Element befindet oder sich „direkt auf” dieses erstreckt, dass keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden sind. Wie in dieser Beschreibung verwendet kann die Bezugnahme darauf, dass ein Element mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” ist, bedeuten, dass es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt ist oder dass dazwischenliegende Elemente ebenfalls vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu bedeutet die Bezugnahme darauf, dass ein Element mit einem anderen Element „direkt verbunden” oder „direkt gekoppelt” ist, dass keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden sind.
  • Ein Verarmungsmodus-Bauelement, beispielsweise ein Hochspannungs-Verarmungstransistor, besitzt eine negative Schwellenspannung, was bedeutet, dass es Strom bei einer Gate-Spannung von null leiten kann. Diese Bauelemente sind normalerweise eingeschaltet (normally-on). Ein Anreicherungsmodus-Bauelement, beispielsweise ein Niederspannungs-Anreicherungstransistor, besitzt eine positive Schwellenspannung, was bedeutet, dass es Strom bei einer Gate-Spannung von null nicht leiten kann und normalerweise ausgeschaltet (normally-off) ist.
  • Soweit der Begriff hier verwendet wird, ist ein „Hochspannungs-Bauelement”, beispielsweise ein Hochspannungs-Verarmungstransistor, ein elektronisches Bauelement, das für Hochspannungs-Schaltanwendungen optimiert ist. Das heißt, dass der Transistor im ausgeschalteten Zustand in der Lage ist, hohe Spannungen, wie etwa 300 V oder höher, etwa 600 V oder höher oder etwa 1200 V oder höher, zu sperren (block); und im eingeschalteten Zustand besitzt er einen für die Anwendung, in der er verwendet wird, ausreichend niedrigen Durchlasswiderstand (Total an Resistance, RON), d. h. er erfährt einen ausreichend geringen Leitungsverlust, wenn ein beträchtlicher Strom durch das Bauelement fließt. Ein Hochspannungs-Bauelement kann zumindest in der Lage sein, eine Spannung zu sperren, die der Hochspannungszufuhr oder der maximalen Spannung in dem Schaltkreis gleich ist, für den sie verwendet wird. Ein Hochspannungs-Bauelement kann in der Lage sein, 300 V, 600 V, 1200 V oder eine andere geeignete Sperrspannung zu sperren, die von der Anwendung benötigt wird.
  • Soweit der Begriff hier verwendet wird, ist ein „Niederspannungs-Bauelement”, beispielsweise ein Niederspannungs-Anreicherungstransistor, ein elektronisches Bauelement, das in der Lage ist, niedrige Spannungen zu sperren (block), wie etwa zwischen 0 V und Vlow; es ist jedoch nicht in der Lage, Spannungen zu sperren, die höher als Vlow sind. Vlow kann etwa 10 V, etwa 20 V, etwa 30 V, etwa 40 V oder zwischen etwa 5 V und 50 V sein, beispielsweise zwischen etwa 10 V und 30 V.
  • Soweit der Begriff hier verwendet wird bezieht sich der Ausdruck „Gruppe-III-Nitrid” auf einen Verbindungshalbleiter mit Stickstoff (N) und mindestens ein Element der Gruppe III, einschließlich Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) und Bor (B) und einschließlich, aber nicht beschränkt auf jegliche Legierungen davon, beispielsweise Galliumnitrid (GaN), Aluminiumgalliumnitrid (AlxGa(1-x)N), Indiumgalliumnitrid (InyGa(1-y)N) und Aluminiumindiumgalliumnitrid (AlxInyGa(1-y)N). Aluminiumgalliumnitrid bezieht sich auf eine Legierung, die durch die Formel AlxGa(1-x)N beschrieben ist, wobei 0 < x < 1 ist.
  • 1 stellt ein elektronisches Bauteil 10 gemäß einer ersten Ausführungsform dar. Das elektronische Bauteil 10 umfasst einen Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 mit einem Strompfad 12, der seriell mit einem Strompfad 13 eines Niederspannungs-Anreicherungstransistors 14 verbunden ist. Das elektronische Bauteil 10 umfasst ferner eine Diode 15 und die Chipinsel (Die-Pad) 18. Die Diode 15 umfasst eine Anode 16 und eine Kathode 17. Die hintere Oberfläche 19 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 11 ist auf der Chipinsel 18 montiert und elektrisch mit diesem verbunden. Die erste Lastelektrode 20 des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 14 ist auf der Chipinsel 18 montiert und elektrisch mit diesem verbunden. Die Anode 16 der Diode 15 ist mit einer Steuerelektrode 21 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 11 verbunden. Die Kathode 17 der Diode 15 ist auf der Chipinsel 18 montiert.
  • Die Chipinsel 18 kann mit dem Massepotential verbunden sein und eine gemeinsame Masse für die Kathode 17 der Diode 15, für die hintere Oberfläche 19 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 11 und die erste Lastelektrode 20 des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 14 bereitstellen. Die Diode 15 ist zwischen die Steuerelektrode 21 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 11 und die durch den Chipinsel 18 bereitgestellte gemeinsame Masse gekoppelt und kann verwendet werden, um eine Schutzfunktion für den Hochspannungs-Verarmungstransistor 14 bereitzustellen. Eine Schutzdiode 15 wird für den Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 in einem einzigen elektronischen Bauteil bereitgestellt.
  • Die Diode 15 kann als eine Schutzdiode für den Fall verwendet werden, dass der Steueranschluss des Hochspannungs-Verarmungstransistors sein definiertes Potential verliert, beispielsweise bei Ausfall des Gate-Treibers oder bei Verlust der Versorgungsspannung des Gate-Treibers. In diesen Fällen kann der Hochspannungs-Verarmungstransistor nicht sperren, und die Bus-Spannung kann den Niederspannungs-Anreicherungstransistor erreichen und kann den Niederspannungs-Anreicherungstransistor sogar beschädigen oder zerstören.
  • Die Anordnung der drei Bauelemente auf einem Chipinsel, welches eine gemeinsame Masse vorsieht, kann verwendet werden, um die Induktivität zwischen den beiden Transistorbauelementen zu verringern. Die Induktivität zwischen der ersten Lastelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors 22, beispielsweise die Source-Elektrode, und der zweiten Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 14, beispielsweise die Drain-Elektrode, kann durch diese Anordnung verringert werden, beispielsweise auf weniger als 0,5 nH.
  • Der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 kann operativ in einer Kaskodenanordnung mit dem Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 verbunden werden. Der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 ist im Betrieb normalerweise eingeschaltet (normally-on). In Ausführungsformen, in denen es wünschenswert ist, dass der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 normalerweise ausgeschaltet (normally-off) ist, kann dies durch operatives Verbinden des Hochspannungs-Verarmungstransistors 11 in einer Kaskodenanordnung mit dem Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 erreicht werden.
  • Der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 kann auch direkt angesteuert werden. In diesen Ausführungsformen kann die Steuerelektrode durch eine zweite Gate-Treiberschaltung angesteuert werden, die zusätzlich zu einer ersten Gate-Treiberschaltung zur Ansteuerung des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 14 bereitgestellt wird.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Diode 15 zumindest teilweise in den Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 integriert. In einigen Ausführungsformen umfassen der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11, der Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 und die Diode 15 jeweils ein diskretes Bauteil.
  • In einer Ausführungsform ist die Steuerelektrode 21 des Hochspannungs-Verarmungstransistors ferner mit einem Kontaktpad des elektronischen Bauteils 10 verbunden. Diese Ausführungsform kann in Ausführungsformen verwendet werden, in denen der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 direkt angesteuert wird.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Steuerelektrode 21 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 11 ferner mit einer ersten Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors verbunden. Die Niederspannungs-Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 34 kann eine Source-Elektrode sein, die mit Masse verbunden ist. Diese Anordnung kann verwendet werden, um den Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 operativ in einer Kaskodenanordnung mit dem Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 zu verbinden.
  • Der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 und der Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 können benachbart zueinander montiert werden, um ein hybrides Bauelement zu bilden.
  • Der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 kann eine erste Seite mit einer ersten Lastelektrode, einer zweiten Lastelektrode und der Steuerelektrode umfassen. Der Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 kann eine erste Seite mit einer ersten Lastelektrode und einer Steuerelektrode und eine zweite Seite mit einer zweiten Lastelektrode umfassen; die zweite Seite liegt der ersten Seite gegenüber. In diesen Ausführungsformen ist der Hochspannungs-Verarmungstransistor 11 ein laterales Bauelement, da die Driftstrecke des Transistors lateral ist, und der Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 ist ein vertikales Bauelement, da die Driftstrecke des Transistors vertikal ist.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Niedervolt-Anreicherungstransistor ein n-Kanal-Bauelement. Die zweite Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 14 kann mit der ersten Lastelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden werden. Zum Beispiel kann die Drain-Elektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 14 mit der Source-Elektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors 11 verbunden werden. Die erste Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 11 kann auf der Chipinsel montiert werden. In diesen Ausführungsformen kann die erste Lastelektrode eine Source-Elektrode sein, und der Niederspannungs-Anreicherungstransistor kann als „Source-down”-Anordnung beschrieben werden.
  • In Ausführungsformen, in denen der Niederspannungs-Anreicherungstransistor eine „Source-down”-Anordnung aufweist, kann die Steuerelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors auf einem Leiter (lead) montiert sein, der benachbart und beabstandet vom Chipinsel angeordnet ist. Der Niederspannungs-Anreicherungstransistor erstreckt sich zwischen und überbrückt einen Abstand zwischen der Chipinsel und den Leitern.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst der Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 ein p-Kanal-Bauelement. In diesen Ausführungsformen kann der Hochspannungs-Verarmungstransistor eine erste Seite mit einer ersten Lastelektrode, einer zweiten Lastelektrode und der Steuerelektrode umfassen. Der Niederspannungs-Anreicherungstransistor 14 kann eine erste Seite mit einer zweiten Lastelektrode und eine zweite Seite mit der ersten Lastelektrode und einer Steuerelektrode umfassen. Die zweite Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors kann auf der Chipinsel montiert werden. In diesen Ausführungsformen kann die zweite Lastelektrode eine Drain-Elektrode sein, die mit dem Massepotential verbunden ist. Die erste Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors kann mit der ersten Lastelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden werden. In diesen Ausführungsformen kann die erste Lastelektrode eine Source-Elektrode sein und mit einem Zwischenelement verbunden werden. Die Steuerelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors kann mit einem Leiter (Lead) eines elektronischen Bauteils verbunden werden, das benachbart und beabstandet auf der Chipinsel angeordnet ist.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Diode monolithisch in den Hochspannungs-Verarmungstransistor integriert. Der Hochspannungs-Verarmungstransistor kann ferner ein hoch dotiertes Substrat eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine schwach dotierte Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps, angeordnet auf dem Substrat, und eine Verbindungshalbleiterschicht, die auf der schwach dotierten Schicht angeordnet ist, umfassen. Das Substrat kann ein n+dotiertes Silicium-Substrat sein, und die schwach dotierte Schicht kann eine abgeschiedene n– dotierte Siliciumschicht sein.
  • Die Verbindungshalbleiterschicht kann den aktiven Bereich des Hochspannungs-Verarmungstransistors bereitstellen. Die Verbindungshalbleiterschicht kann einen Gruppe-III-Nitrid-basierten Transistor, wie beispielsweise einen Galliumnitrid-basierten HEMT (High Electron Mobility Transistor), bereitstellen.
  • Die Diode kann eine hoch dotierte Wanne des zweiten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise eine p+ dotierte Wanne, angeordnet in der schwach dotierten Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps, umfassen. Diese Anordnung stellt einen pn-Übergang zwischen der hoch dotierten Wanne und der schwach dotierten Schicht bereit. Die Diode kann ferner eine leitfähige Durchkontaktierung umfassen, die auf der hoch dotierten Wanne angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden ist und die elektrisch mit der Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden ist. Die Diode ist monolithisch in den Hochspannungs-Verarmungstransistor integriert und zwischen die Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors und die Masse gekoppelt, da das elektrisch leitende Siliciumsubstrat auf einem Chipinsel, welches mit einem Massepotential verbunden ist, montiert sein und mit diesem elektrisch verbunden sein kann.
  • Die Diode kann einen Schottky-Kontakt anstelle der hoch dotierten Wanne umfassen, wobei der Schottky-Kontakt an der Grenzfläche mit der schwach dotierten Schicht gebildet wird. Dies kann durch eine leitfähige Durchkontaktierung bereitgestellt werden, indem eine oder mehrere Metallschichten verwendet werden, einschließlich eines Materials, das ausgewählt ist, um einen Schottky-Kontakt mit der schwach dotierten Schicht bereitzustellen. Die leitfähige Durchkontaktierung ist ebenfalls mit der Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden.
  • Das hoch dotierte Substrat kann eine Siliciumwafer sein, beispielsweise eine n+ dotierte Siliciumwafer, und die schwach dotierte Schicht der ersten Leitfähigkeit kann epitaktisch abgeschiedenes Silicium umfassen, beispielsweise n– dotiertes Silicium.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Hochspannungs-Verarmungstransistor ein Gruppe-III-Nitrid-basierter HEMT (High Electron Mobility Transistor). In diesen Ausführungsformen kann die Verbindungshalbleiterschicht eine Galliumnitrid-Teilschicht, die auf der schwach dotierten Schicht angeordnet ist, und eine Aluminiumgalliumnitrid-Teilschicht, die auf der Galliumnitrid-Teilschicht angeordnet ist, umfassen. Die Grenzfläche zwischen der Galliumnitrid-Teilschicht und der Aluminiumgalliumnitrid-Teilschicht kann ein zweidimensionales Elektronengas (2DEG), das durch induzierte und spontane Polarisation gebildet wird, unterstützen. Eine weitere Galliumnitrid-Deckschicht und/oder eine dielektrische Schicht und/oder Passivierungsschichten können auf der Aluminiumgalliumnitrid-Schicht angeordnet sein.
  • Der Niederspannungs-Anreicherungstransistor kann einen p-Kanal-MOSFET, einen n-Kanal-MOSFET oder einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode umfassen. Der Niederspannungs-Anreicherungstransistor kann ein Leistungstransistor-Bauelement mit einer vertikalen Driftstrecke umfassen. Das Leistungstransistor-Bauelement kann einen MOSFET, einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) oder einen Bipolartransistor (Bipolar Junction Transistor, BJT) umfassen. Bei MOSFET-Bauelementen kann die erste Lastelektrode eine Source-Elektrode sein, die Steuerelektrode kann eine Gate-Elektrode sein und die zweite Lastelektrode kann eine Drain-Elektrode sein. Bei IGBT-Bauelementen kann die erste Lastelektrode eine Emitterelektrode sein, die Steuerelektrode kann eine Gate-Elektrode sein und die zweite Lastelektrode kann eine Kollektorelektrode sein. Bei BJT-Bauelementen kann die erste Lastelektrode eine Emitterelektrode sein, die Steuerelektrode kann eine Grundelektrode sein und die zweite Lastelektrode kann eine Kollektorelektrode sein.
  • 2 stellt ein schematisches Diagramm einer Schaltungsanordnung 30 dar, die eine Kaskodenschaltung 31 mit einem Hochspannungs-Verarmungstransistor 32 umfasst, der normalerweise eingeschaltet ist, und einen Strompfad umfasst, der mit einem Strompfad eines zweiten Transistors 33 seriell verbunden ist, der normalerweise ausgeschaltet ist, beispielsweise ein Niederspannungs-Anreicherungstransistor. Der Strompfad erstreckt sich zwischen den zwei Lastelektroden, beispielsweise zwischen der Source- und der Drain-Elektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors und der Source- und der Drain-Elektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors. Die Kaskodenschaltung umfasst ferner eine Diode 34, die elektrisch zwischen die Steuerelektrode 37 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 32 und eine gemeinsame Masse 38 gekoppelt ist. In einer Kaskodenanordnung wird die Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors elektrisch mit der ersten Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors verbunden. Nur die Steuerelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors wird aktiv durch den Steuerschaltkreis 35 gesteuert.
  • 3 stellt ein schematisches Diagramm eines Schaltkreises 40 dar, umfassend einen Hochspannungs-Verarmungstransistor 41 mit einem Strompfad, der mit einem Strompfad eines Niederspannungs-Anreicherungstransistors 42 seriell verbunden ist. In dem Schaltkreis 40 wird ein Controller 43 verwendet, um die Steuerelektrode 44 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 41 und die Steuerelektrode 45 des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 42 zu steuern. Zwei getrennte Treiberschaltungen können verwendet werden, um die Steuerelektrode 44 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 41 und die Steuerelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors 42 anzusteuern. Diese Anordnung kann als ein direktes Treiberkonzept beschrieben werden. Es wird eine Diode 46 bereitgestellt, die zwischen die Steuerelektrode 44 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 41 und eine gemeinsame Masse 48 gekoppelt ist.
  • Der Hochspannungs-Verarmungstransistor, der Niederspannungs-Anreicherungstransistor und die Diode der in den 2 und 3 dargestellten Schaltkreise werden in einem einzelnen elektronischen Bauteil bereitgestellt, das mit der gestrichelten Linie 36 in 2 und 47 in 3 gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen dargestellt ist.
  • In einigen Ausführungsformen werden der Hochspannungs-Verarmungstransistor, der Niederspannungs-Anreicherungstransistor und die Diode jeweils als ein diskretes Bauteil bereitgestellt. In anderen Ausführungsformen ist die Diode monolithisch in den Hochspannungs-Verarmungstransistor integriert. In diesen Ausführungsformen werden der Hochspannungs-Verarmungstransistor mit der integrierten Diode und der Niederspannungs-Anreicherungstransistor als diskrete Bauteile bereitgestellt.
  • 4 stellt ein elektronisches Bauteil 50 gemäß einer zweiten Ausführungsform dar. Das elektronische Bauteil 50 umfasst eine Chipinsel 51 und einen ersten Leiter 52, der benachbart und beabstandet zu einer ersten Seitenfläche 53 der Chipinsel 51 angeordnet ist, und einen zweiten Leiter 54, der benachbart und beabstandet zu einer zweiten Seitenfläche 55 der Chipinsel 51 angeordnet ist, wobei die zweite Seitenfläche 55 gegenüber der ersten Seitenfläche 53 liegt. Die erste Seitenfläche 53 der Chipinsel 51 umfasst eine Ausnehmung 56 im Wesentlichen in der Mitte der Seitenfläche 53, in der der erste Leiter 52 angeordnet ist. Die Bereiche der ersten Seitenfläche 53 der Chipinsel 51 neben der Ausnehmung 56 besitzen einen herausragenden Abschnitt 57, der eine Kontaktfläche für das elektronische Bauteil 50 bereitstellt, beispielsweise an den äußeren und unteren Oberflächen des elektronischen Bauteils 50, das elektrisch mit der Chipinsel 51 verbunden ist.
  • Der zweite Leiter 54 ist im Wesentlichen länglich und erstreckt sich in vier Bereiche 58, die Kontaktflächen für das elektronische Bauteil 50 bereitstellen, beispielsweise an der äußeren Oberfläche des elektronischen Bauteils 50 angeordnete Kontaktflächen, die Kontaktflächen auf der unteren Oberfläche des elektronischen Bauteils 50 bereitstellen.
  • Das elektronische Bauteil 50 umfasst einen Hochspannungs-Verarmungs-Kanal-Transistor 59, der auf der oberen Oberfläche 60 der Chipinsel 51 montiert ist. Der Hochspannungs-Verarmungstransistor 59 kann sogar ein HEMT (High Electron Mobility Transistor) sein. In dieser Ausführungsform ist der HEMT 59 Galliumnitrid-basiert und ein lateraler Transistor mit einem Source-Pad 61, einem Drain-Pad 62 und einem Gate-Pad 63, angeordnet auf dessen oberer Oberfläche 64. Die hintere Oberfläche des HEMT 59 ist auf der oberen Oberfläche 60 der Chipinsel 51 montiert.
  • Das elektronische Bauteil 50 umfasst ferner einen Niederspannungs-Anreicherungstransistor 65, der in diesem Ausführungsbeispiel ein n-Kanal-MOSFET-Bauelement ist. Das n-Kanal-MOSFET-Bauelement 65 umfasst eine erste Oberfläche 66, die ein Source-Pad 67 und ein Gate-Pad 68 umfasst, und eine zweite Oberfläche 69, die der ersten Oberfläche 68 gegenüberliegt und ein Drain-Pad 70 umfasst.
  • Das n-Kanal-MOSFET-Bauelement 65 ist mit seiner ersten Oberfläche 66 so montiert, dass es der oberen Oberfläche 60 der Chipinsel 51 zugewandt ist und eine sogenannte „Source-down”-Anordnung aufweist. Das Source-Pad 67 ist auf der Chipinsel 51 montiert und elektrisch mit diesem verbunden, und das Gate-Pad 65 ist an der oberen Oberfläche 71 montiert und elektrisch mit dem ersten Leiter 52 verbunden. Das n-Kanal-MOSFET-Bauelement 65 erstreckt sich zwischen der Chipinsel 51 und dem ersten Leiter 52.
  • Das Drain-Pad 67 des n-Kanal-MOSFET-Bauelements 65 ist elektrisch mit dem Source-Pad 61 des HEMT 59 verbunden, beispielsweise durch ein oder mehrere elektrisch leitfähige Elemente wie etwa Bonddrähte 72. Das Drain-Pad 62 des HEMT 59 ist elektrisch mit dem zweiten Leiter 54, beispielsweise durch ein weiteres oder mehrere weitere elektrisch leitfähige Elemente wie etwa Bonddrähte 73 verbunden.
  • Das elektronische Bauteil 50 umfasst ferner eine Schutzdiode 75, die auf der oberen Oberfläche 60 der Chipinsel 51 montiert ist. Die Diode 75 ist ein vertikales Bauelement, auf dessen oberer Oberfläche 77 eine Anode 76 angeordnet und auf dessen gegenüberliegenden hinteren Oberfläche 81 eine Kathode 80 angeordnet ist. Die Kathode ist auf der oberen Oberfläche 60 der Chipinsel 51 montiert und elektrisch mit der Chipinsel 51 verbunden. Die Anode 76 ist elektrisch mit dem Gate-Pad 65 des Hochspannungs-Verarmungstransistors 59 verbunden, beispielsweise durch ein oder mehrere elektrisch leitfähigen Elemente wie etwa Bonddrähte 78. Die Diode 75 ist somit zwischen das Gate-Pad 65 des HEMT 59 und die Masse gekoppelt, da die Chipinsel 51 eine gemeinsame Masse für das HEMT 59, den n-Kanal-MOSFET 65 und die Diode 75 bereitstellt.
  • In anderen Ausführungsformen können der eine Bonddraht oder die mehreren Bonddrähte durch eine andere Art elektrisch leitfähiger Elemente, wie etwa eine Kontaktklammer (contact clip) oder ein Band, ersetzt werden. Das elektronische Bauteil 50 umfasst ferner ein Kunststoffgehäuse 79, das die obere Oberfläche 60 der Chipinsel 51, die obere Oberfläche 71 des ersten Leiters 52, die obere Oberfläche des zweiten Leiters 54 abdeckt sowie den HEMT 59, den n-Kanal-MOSFET 65 und die Diode 75 abdeckt.
  • Der HEMT 59 ist operativ in einer Kaskodenanordnung mit dem n-Kanal-MOSFET 65 verbunden, während das Gate des HEMT 59 mit Massepotential verbunden ist. Nur das Gate 68 des n-Kanal-MOSFET 65 wird aktiv mittels des ersten Leiters 52 gesteuert.
  • 5 stellt ein elektronisches Bauteil 90 gemäß einer dritten Ausführungsform dar. Das elektronische Bauteil 90 umfasst eine Chipinsel 91, drei Leiter 92, 93, 94, die benachbart und beabstandet zu einer ersten Seitenfläche 95 der Chipinsel 91 angeordnet sind, und einen vierten Leiter 96, der benachbart zu einer zweiten Seitenfläche 97 der Chipinsel 91 ist, welche der erste Seitenfläche 95 gegenüberliegt. Der vierte Leiter 96 ist im Wesentlichen länglich und umfasst vier vorstehende Abschnitte 98, die sich auf die Außenfläche 99 des elektronischen Bauteils 90 erstrecken und äußere Kontaktflächen auf der unteren Oberfläche des elektronischen Bauteils 90 bereitstellen.
  • Das elektronische Bauteil 90 umfasst einen Hochspannungs-Verarmungstransistor 100 in der Form eines Galliumnitrid-basierten HEMT, einen Niederspannungs-Anreicherungstransistor 101, der in diesem Ausführungsbeispiel ein p-Kanal-MOSFET-Bauelement ist, und eine Diode 102. Der Galliumnitrid-basierte HEMT 100 ist ein laterales Bauelement und umfasst ein Source-Pad 103, ein Drain-Pad 104 und zwei Gate-Pads 105, 106 an der oberen Oberfläche 107. Die hintere Oberfläche des Galliumnitrid-basierten HEMT 100 ist auf der oberen Oberfläche 108 der Chipinsel 91 montiert. Das p-Kanal-MOSFET-Bauelement 101 umfasst ein Source-Pad 109 und ein Gate-Pad 110 auf seiner oberen Oberfläche 111 und eine Drain-Elektrode 112 auf seiner unteren Oberfläche. Die Drain-Elektrode 112 ist auf der Chipinsel 91 montiert und elektrisch mit diesem verbunden.
  • Die Diode 102 umfasst eine Anode 113 auf der oberen Oberfläche und eine Kathode 114 auf der unteren Oberfläche. Die Kathode 114 ist auf der Chipinsel 91 montiert und elektrisch mit diesem verbunden. Das Gate-Pad 110 des p-Kanal-MOSFET 101 ist elektrisch mit dem dritten Leiter 94 durch ein elektrisch leitfähiges Element, wie etwa einem Bonddraht 115, verbunden. Das Source 109 des p-Kanal-MOSFET 101 ist elektrisch mit dem Source-Pad 103 des HEMT 100 verbunden, durch ein oder mehrere elektrisch leitfähige Elemente wie etwa Bonddrähte 116. Das Drain 104 des HEMT 100 ist elektrisch mit dem vierten Leiter 96 verbunden, durch ein oder mehrere elektrisch leitfähige Elemente wie etwa Bonddrähte 117. Ein Gate-Pad 105 des HEMT 100 ist elektrisch mit dem ersten Leiter 92 durch ein elektrisch leitfähiges Element, wie etwa einem Bonddraht 118, verbunden. Das zweite Gate-Pad 106 ist elektrisch mit der Anode der Diode 102 durch ein elektrisch leitfähiges Element 119 verbunden. Die Diode 102 ist somit zwischen das Gate des HEMT 100 und das Massepotential, bereitgestellt durch die Chipinsel 91, geschaltet. Das Gate des HEMT 100 kann direkt mittels des ersten Leiters 92 gesteuert werden. Die Diode 102 stellt eine Schutzdiode für den HEMT 100 bereit. Der zweite Leiter 93 kann verwendet werden, um eine Sense-Funktion bereitzustellen, beispielsweise für den HEMT 100, beispielsweise eine Source-Sense-Funktion für den HEMT 100.
  • Das elektronisches Bauteil 90 umfasst ein Kunststoffgehäuse 120, welches die obere Oberfläche 60 der Chipinsel 51, die oberen Oberflächen der Leiter und der elektronischen Bauelemente abdeckt, d. h. den HEMT 100, das p-Kanal-MOSFET-Bauelement 101 und die Diode 102.
  • Die Chipinsel 51 und die Leiter 92, 93, 94, 96 können Kupfer enthalten. Die Montageoberflächen können eine Montierungsschicht umfassen, die ein Material umfasst, das geeignet ist, um entsprechende Verbindungen für die Pads bereitzustellen. Wenn beispielsweise ein Weichlot zu verwenden ist, um ein Pad auf der Chipinsel anzubringen, kann die Montierungsschicht ein Material enthalten, das durch Lot benetzbar ist, beispielsweise Ni/Au.
  • Wenn ein leitfähiges Element in Form eines Bonddrahtes verwendet wird, um ein Pad elektrisch mit einem Leiter zu verbinden, kann das Pad 25 ein Material umfassen, das sich zur Bildung einer zuverlässigen Verbindung mit einem Bonddraht eignet, wie etwa eine NiP-Legierung. Die Befestigungsschichten sind nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt, sondern können zwei oder mehr Schichten mit unterschiedlichen Materialien umfassen. Wenn ein leitfähiges Element in Form einer Kontaktklammer verwendet wird, um ein Pad elektrisch mit einem Leiter zu verbinden, kann die Befestigungsschicht ein Material enthalten, das durch Lot benetzbar ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Diode, die zwischen das Gate des Hochspannungs-Verarmungstransistors und die Masse geschaltet ist, monolithisch in den Hochspannungs-Verarmungstransistor integriert sein, anstatt dass sie in Form eines diskreten Bauteils bereitgestellt wird.
  • 6 stellt einen Hochspannungs-Verarmungstransistor 130 dar, der ein Verbindungshalbleiterbauelement 131 in Form eines Galliumnitrid-basierten HEMT umfasst, der auf ein Substrat 132 aufgebracht wird. Das Substrat 132 enthält in dieser Ausführungsform Silicium und ist mit einem ersten Leitfähigkeitstyp hoch dotiert, beispielsweise n+ dotiert. Eine zweite Siliciumschicht 133, die schwach mit dem ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, ist beispielsweise n– dotiert, auf dem Substrat 132 angeordnet. Eine oder mehrere Pufferschichten 134, wie AlN, sind auf der schwach dotierten Siliciumschicht 133 angeordnet. Eine Galliumnitrid-Schicht 135 ist auf der zuoberst liegenden Pufferschicht 134 angeordnet. Eine Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 136 ist auf der Galliumnitrid-Schicht 135 angeordnet. Die Grenzfläche zwischen der Galliumnitrid-Schicht 135 und der Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 136 kann ein zweidimensionales Elektronengas (2DEG), gebildet durch induzierte und spontane Polarisation, unterstützen, welches in 6 schematisch durch die gestrichelte Linie 150 dargestellt ist.
  • Eine Source-Elektrode 137 und eine Drain-Elektrode 138 sind auf der Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 136 angeordnet. Die Source-Elektrode 137 und die Drain-Elektrode 138 können sich teilweise auf die Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 136 erstrecken und können sich auf die Galliumnitrid-Schicht 135 erstrecken und diese berühren. Eine Gate-Elektrode 139 ist auf der Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 136 zwischen der Source-Elektrode 137 und der Drain-Elektrode 138 angeordnet. Die Gate-Elektrode 139 kann eine Isolationsschicht oder eine p-dotierte GaN-Schicht zwischen einer metallischen Gate-Elektrode 139 und der Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 136 umfassen. Die Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 135 kann durch eine Passivierungsschicht 140, wie etwa Siliciumnitrid bedeckt werden. Eine dielektrische Schicht 141 kann auf der Passivierungsschicht 140 angeordnet sein.
  • Die Diode 142 kann durch Bereitstellung einer Wanne 143 des gegenteiligen Leitfähigkeitstyps, beispielsweise p+, in der schwach dotierten Schicht 133 monolithisch integriert sein, um einen pn-Übergang 144 bereitzustellen. Eine leitfähige Durchkontaktierung 145 ist bereitgestellt, die elektrisch mit der Wanne 143 verbunden ist. Die leitfähige Durchkontaktierung 145 kann sich von der oberen Oberfläche der Passivierungsschicht 140 durch die Aluminiumgalliumnitrid-Schicht 135, durch die Galliumnitrid-Schicht 134 und die Pufferschichten 134 erstrecken und berührt die Wanne 143. Die leitfähige Durchkontaktierung 145 ist auch elektrisch mit dem Gate 139 verbunden, das in 6 schematisch durch die Linie 146 dargestellt ist. Die Diode 142 ist zwischen die Gate-Elektrode 139 und das Siliciumsubstrat 132 geschaltet.
  • Eine Metallschicht 147 ist auf der hinteren Oberfläche 148 des Substrats 132 angeordnet. Da das Substrat 132 hoch dotiert ist, ist die Kathode der Diode 142 elektrisch mit der metallischen Schicht 147 verbunden. Die metallische Schicht 147 kann verwendet werden, um den Hochspannungs-Verarmungstransistor 130 auf einem Chipinsel 149 eines elektronischen Bauteils zu montieren, zum Beispiel wie in den 1, 4 und 5 veranschaulicht. Die Chipinsel kann eine gemeinsame Masse für den Hochspannungs-Verarmungstransistor 131, die Diode 142 und einen nicht dargestellten Niederspannungs-Anreicherungstransistor bereitstellen.
  • 7 stellt einen Hochspannungs-Verarmungstransistor 130 dar, welcher ein hoch dotiertes Siliciumsubstrat 132, eine schwach dotierte Siliciumschicht 133' und eine Verbindungshalbleiterschicht umfasst, welche eine Galliumnitrid-basierte Transistorstruktur 131' bereitstellt, wie in der Ausführungsform gemäß 6. Der Hochspannungs-Verarmungstransistor 130' umfasst auch eine monolithisch integrierte Diode 142. Die Diode 142' wird durch einen Schottky-Kontakt 152 zwischen der leitfähigen Durchkontaktierung 154' und der schwach dotierten Siliciumschicht 133' hergestellt. Der Schottky-Kontakt 152 kann durch eine geeignete Wahl des Materials, welches die leitfähige Durchkontaktierung 154 oder eine Schicht des Materials an der Grenzfläche zu der schwach dotierten Siliciumschicht 133' bildet, hergestellt werden. Die Diode 142' ist zwischen die Gate-Elektrode 139' und eine gemeinsame Masse geschaltet, die durch die Chipinsel 149' bereitgestellt wird.
  • Begriffe, die eine räumliche Beziehung ausdrücken, wie „unter”, „unterhalb”, „unterer, untere, unteres”, „über”, „oberer, obere, oberes” und dergleichen, werden für eine einfache Beschreibung verwendet, um die Positionierung eines Elements in Bezug auf ein zweites Element zu erläutern. Diese Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung zusätzlich zu den unterschiedlichen Ausrichtungen, die in den Figuren dargestellt sind, umfassen.
  • Ferner werden Begriffe wie „erster, erste, erstes”, „zweiter, zweite, zweites” und dergleichen auch verwendet, um verschiedene Elemente, Regionen, Abschnitte usw. zu beschreiben und sollen auch nicht beschränkend sein. Gleiche Begriffe bezeichnen gleiche Elemente in der gesamten Beschreibung.
  • Wie hierin verwendet, sind die Begriffe „aufweisen”, „enthalten”, „beinhalten”, „umfassen” und dergleichen offene Begriffe, die das Vorhandensein der angegebenen Elemente oder Merkmale anzeigen, die aber nicht andere Elemente oder Merkmale ausschließen. Die Artikel „ein, eine” und „der, die, das” sollen den Plural ebenso wie den Singular einschließen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt.
  • Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen, hierin beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, solange nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
  • Obwohl hierin bestimmte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene alternative und/oder gleichwertige Implementierungen statt der jeweils dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Varianten der hier besprochenen spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher soll diese Erfindung nur durch die Ansprüche und ihre Äquivalente beschränkt werden.

Claims (20)

  1. Elektronisches Bauteil, umfassend: einen Hochspannungs-Verarmungstransistor, umfassend einen Strompfad, der seriell mit einem Strompfad eines Niederspannungs-Anreicherungstransistors verbunden ist; eine Diode, umfassend eine Anode und eine Kathode; und eine Chipinsel, wobei eine hintere Oberfläche des Hochspannungs-Verarmungstransistors auf einem Chipinsel montiert und elektrisch mit diesem verbunden ist, eine erste Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors auf der Chipinsel montiert und elektrisch mit diesem verbunden ist, die Anode der Diode mit einer Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden ist und die Kathode der Diode auf der Chipinsel montiert ist.
  2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, wobei der Hochspannungs-Verarmungstransistor operativ in einer Kaskodenanordnung mit dem Niederspannungs-Anreicherungstransistor verbunden ist.
  3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, wobei der Hochspannungs-Verarmungstransistor direkt angesteuert wird.
  4. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Diode zumindest teilweise in den Hochspannungs-Verarmungstransistor integriert ist.
  5. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Hochspannungs-Verarmungstransistor ein diskretes Bauteil umfasst, der Niederspannungs-Anreicherungstransistor ein diskretes Bauteil umfasst und die Diode als ein diskretes Bauteil bereitgestellt ist.
  6. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Gate des Hochspannungs-Verarmungstransistors ferner mit einem Kontaktpad des elektronischen Bauteils verbunden ist.
  7. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Gate des Hochspannungs-Verarmungstransistors ferner mit einer Niederspannungs-Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors verbunden ist.
  8. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Hochspannungs-Verarmungstransistor und der Niederspannungs-Anreicherungstransistor in einem Verbundpaket benachbart zueinander montiert sind.
  9. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Hochspannungs-Verarmungstransistor eine erste Seite umfasst, die eine erste Lastelektrode, eine zweite Lastelektrode und die Steuerelektrode umfasst, wobei der Niederspannungs-Anreicherungstransistor eine erste Seite, die die erste Lastelektrode und eine Steuerelektrode umfasst, und eine zweite Seite umfasst, die der ersten Seite gegenüberliegt, wobei die zweite Seite eine zweite Lastelektrode umfasst.
  10. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 9, wobei die zweite Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors mit der ersten Lastelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden ist.
  11. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei die erste Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors auf der Chipinsel montiert ist.
  12. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Steuerelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors auf einem Leiter montiert ist, der benachbart und beabstandet zu der Chipinsel angeordnet ist.
  13. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Hochspannungs-Verarmungstransistor eine erste Seite umfasst, die eine erste Lastelektrode, eine zweite Lastelektrode und die Steuerelektrode umfasst, wobei der Niederspannungs-Anreicherungstransistor eine erste Seite, die eine zweite Lastelektrode umfasst, und eine zweite Seite umfasst, die eine erste Lastelektrode und eine Steuerelektrode umfasst, und wobei die zweite Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors auf der Chipinsel montiert ist.
  14. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 13, wobei die erste Lastelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors mit der ersten Lastelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden ist.
  15. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei die Steuerelektrode des Niederspannungs-Anreicherungstransistors mit einem Leiter verbunden ist.
  16. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Hochspannungs-Verarmungstransistor ferner ein hoch dotiertes Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine schwach dotierte Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps auf dem hoch dotierten Halbleitersubstrat und eine Verbindungshalbleiterschicht umfasst, die auf der schwach dotierten Halbleiterschicht angeordnet ist.
  17. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 16, wobei die Diode eine hoch dotierte p-Wanne, die auf der schwach dotierten Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine leitfähige Durchkontaktierung umfasst, die mit der Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden ist.
  18. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 16, wobei die Diode einen Schottky-Kontakt mit der leicht dotierten Halbleiterschicht und eine leitfähige Durchkontaktierung umfasst, die mit der Steuerelektrode des Hochspannungs-Verarmungstransistors verbunden ist.
  19. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Hochspannungs-Verarmungstransistor ein Gruppe-III-Nitrid-basierter HEMT (High Electron Mobility Transistor) ist.
  20. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Niederspannungs-Anreicherungstransistor aus der Gruppe ausgewählt ist, die einen, ein p-Kanal-MOSFET und ein n-Kanal-MOSFET umfasst.
DE102015115982.1A 2014-09-23 2015-09-22 Elektronisches Bauteil Withdrawn DE102015115982A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/493,954 US10290566B2 (en) 2014-09-23 2014-09-23 Electronic component
US14/493,954 2014-09-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015115982A1 true DE102015115982A1 (de) 2016-03-24

Family

ID=55444943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015115982.1A Withdrawn DE102015115982A1 (de) 2014-09-23 2015-09-22 Elektronisches Bauteil

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10290566B2 (de)
CN (1) CN105448901A (de)
DE (1) DE102015115982A1 (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9806159B2 (en) * 2015-10-08 2017-10-31 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Tuned semiconductor amplifier
CN105914192B (zh) * 2015-12-25 2019-02-01 苏州捷芯威半导体有限公司 基于级联电路的半导体封装结构
US20170302245A1 (en) 2016-04-15 2017-10-19 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Ultra-broad bandwidth matching technique
WO2017203186A1 (fr) * 2016-05-26 2017-11-30 Exagan Circuit intégré comprenant une puce formée d'un transistor à haute tension et comprenant une puce formée d'un transistor à basse tension
US10892356B2 (en) 2016-06-24 2021-01-12 Cree, Inc. Group III-nitride high-electron mobility transistors with buried p-type layers and process for making the same
FR3059490B1 (fr) * 2016-11-25 2018-11-16 Exagan Dispositif de commutation d'un circuit de puissance presentant un circuit passif de protection
JP6769400B2 (ja) * 2017-06-26 2020-10-14 株式会社デンソー 半導体装置
JP6983958B2 (ja) * 2017-11-30 2021-12-17 株式会社東芝 半導体装置
JP6822939B2 (ja) * 2017-11-30 2021-01-27 株式会社東芝 半導体装置
US10403718B2 (en) 2017-12-28 2019-09-03 Nxp Usa, Inc. Semiconductor devices with regrown contacts and methods of fabrication
US10355085B1 (en) * 2017-12-28 2019-07-16 Nxp Usa, Inc. Semiconductor devices with regrown contacts and methods of fabrication
US11158575B2 (en) 2018-06-05 2021-10-26 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Parasitic capacitance reduction in GaN-on-silicon devices
JP7248804B2 (ja) * 2019-01-28 2023-03-29 ウルフスピード インコーポレイテッド 埋込みｐ型層を有する第ＩＩＩ族窒化物高電子移動度トランジスタおよびその作製プロセス
EP3690937B1 (de) * 2019-01-29 2022-09-28 Nexperia B.V. Kaskodenhalbleiterbauelement und verfahren zur herstellung
WO2020252561A1 (en) * 2019-06-17 2020-12-24 Smartd Technologies Inc. Dynamic balancing of transistors
US11037917B1 (en) 2019-12-11 2021-06-15 Littelfuse, Inc. Semiconductor device module and method of assembly
CN111478689B (zh) * 2020-03-31 2022-06-28 深圳芯能半导体技术有限公司 耗尽型晶体管驱动电路及芯片
JP7293176B2 (ja) * 2020-09-11 2023-06-19 株式会社東芝 半導体装置
US11929428B2 (en) 2021-05-17 2024-03-12 Wolfspeed, Inc. Circuits and group III-nitride high-electron mobility transistors with buried p-type layers improving overload recovery and process for implementing the same
TWI778899B (zh) * 2021-12-28 2022-09-21 新唐科技股份有限公司 封裝結構以及半導體製造方法

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4945266A (en) * 1987-11-18 1990-07-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Composite semiconductor device
DE19548060A1 (de) * 1995-12-21 1997-06-26 Siemens Ag Durch Feldeffekt steuerbares Leistungs-Halbleiterbauelement mit Temperatursensor
IT1291363B1 (it) * 1997-05-13 1999-01-07 Sgs Thomson Microelectronics Dispositivo in configurazione emitter-switching con mezzi per recuperare la carica elettrica durante la fase di spegnimento
JP3911566B2 (ja) * 1998-01-27 2007-05-09 富士電機デバイステクノロジー株式会社 Ｍｏｓ型半導体装置
US6127723A (en) * 1998-01-30 2000-10-03 Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L. Integrated device in an emitter-switching configuration
JP2000324857A (ja) * 1999-03-11 2000-11-24 Toyota Motor Corp 多種電源装置、この電源装置を備えた機器およびモータ駆動装置並びにハイブリッド車両
US20010015437A1 (en) * 2000-01-25 2001-08-23 Hirotatsu Ishii GaN field-effect transistor, inverter device, and production processes therefor
DE10012610C2 (de) 2000-03-15 2003-06-18 Infineon Technologies Ag Vertikales Hochvolt-Halbleiterbauelement
IT1319755B1 (it) * 2000-12-28 2003-11-03 St Microelectronics Srl Dispositivo integrato in configurazione emitter-switching e relativoprocesso di fabbricazione
US6617906B1 (en) * 2002-10-01 2003-09-09 Texas Instruments Incorporated Low-current compliance stack using nondeterministically biased Zener strings
US7126166B2 (en) 2004-03-11 2006-10-24 Semiconductor Components Industries, L.L.C. High voltage lateral FET structure with improved on resistance performance
US20070120153A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Advanced Analogic Technologies, Inc. Rugged MESFET for Power Applications
US20070170897A1 (en) * 2006-01-26 2007-07-26 Advanced Analogic Technologies, Inc. High-Frequency Power MESFET Buck Switching Power Supply
DE102006029928B3 (de) * 2006-06-29 2007-09-06 Siemens Ag Elektronische Schalteinrichtung mit zumindest zwei Halbleiterschaltelementen
JP5319084B2 (ja) * 2007-06-19 2013-10-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2009182107A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体装置
US8076699B2 (en) * 2008-04-02 2011-12-13 The Hong Kong Univ. Of Science And Technology Integrated HEMT and lateral field-effect rectifier combinations, methods, and systems
US7777553B2 (en) 2008-04-08 2010-08-17 Infineon Technologies Austria Ag Simplified switching circuit
US7884394B2 (en) * 2009-02-09 2011-02-08 Transphorm Inc. III-nitride devices and circuits
US8575695B2 (en) * 2009-11-30 2013-11-05 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Lateral super junction device with high substrate-drain breakdown and built-in avalanche clamp diode
DE102010027832B3 (de) * 2010-04-15 2011-07-28 Infineon Technologies AG, 85579 Halbleiterschaltanordnung mit einem selbstleitenden und einem selbstsperrenden Transistor
US8847408B2 (en) * 2011-03-02 2014-09-30 International Rectifier Corporation III-nitride transistor stacked with FET in a package
US9859882B2 (en) * 2011-03-21 2018-01-02 Infineon Technologies Americas Corp. High voltage composite semiconductor device with protection for a low voltage device
US8987833B2 (en) * 2011-04-11 2015-03-24 International Rectifier Corporation Stacked composite device including a group III-V transistor and a group IV lateral transistor
US20120262220A1 (en) * 2011-04-13 2012-10-18 Semisouth Laboratories, Inc. Cascode switches including normally-off and normally-on devices and circuits comprising the switches
GB201112144D0 (en) * 2011-07-15 2011-08-31 Cambridge Entpr Ltd Switching circuits
JP2013058640A (ja) * 2011-09-08 2013-03-28 Toshiba Corp 半導体装置
WO2013046439A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US8971080B2 (en) * 2012-07-11 2015-03-03 Infineon Technologies Dresden Gmbh Circuit arrangement with a rectifier circuit
EP2693639B1 (de) * 2012-07-30 2015-09-09 Nxp B.V. Kaskodenhalbleiterbauelemente
TWI567930B (zh) * 2012-11-19 2017-01-21 台達電子工業股份有限公司 半導體裝置
US9087718B2 (en) * 2013-03-13 2015-07-21 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
JP5996465B2 (ja) * 2013-03-21 2016-09-21 株式会社東芝 半導体装置
JP6223918B2 (ja) * 2014-07-07 2017-11-01 株式会社東芝 半導体装置
JP6509621B2 (ja) * 2015-04-22 2019-05-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
WO2017009990A1 (ja) * 2015-07-15 2017-01-19 株式会社 東芝 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105448901A (zh) 2016-03-30
US20160086878A1 (en) 2016-03-24
US10290566B2 (en) 2019-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015115982A1 (de) Elektronisches Bauteil
DE102014111252B4 (de) Elektronisches Bauteil und Verfahren
DE102016114496B4 (de) Halbleitervorrichtung, Transistoranordnung und Herstellungsverfahren
DE102015103017B4 (de) Gruppe III-Nitrid-basierter Transistor vom Anreichungstyp
DE102014108628B4 (de) Kaskadendioden und Verfahren zur Herstellung einer Kaskadendiode
DE102014116091B4 (de) Halbleiterbauelement
DE102012107523B4 (de) HEMT mit integrierter Diode mit niedriger Durchlassspannung
DE102015117394B4 (de) Halbleiterbauelement
DE102015118440A1 (de) Halbleiterbauelement
DE102014115114A1 (de) Schaltkreis
DE102014209931B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102016101909A1 (de) Schaltkreis und Halbleiterbauelement
DE102017100947B4 (de) Elektronische Komponente und Schaltkreis
DE102015117395A1 (de) Schaltkreis, Halbleiterbauelement und Verfahren
DE112012004541T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE102015215024A1 (de) Halbleiterbauelement mit breiter Bandlücke
DE102018114591B4 (de) Transistorbauelement
DE102014211903B4 (de) Halbleitervorrichtung mit breiter Bandlücke
DE112015002272T5 (de) Sic leistungsmodule mit hohem strom und niedrigen schaltverlusten
DE102016105908A1 (de) High-Electron-Mobility-Transistor (HEM-Transistor) mit einem in eine Gatestruktur integrierten RC-Netzwerk
DE102012103388A1 (de) Lateraltransistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit
DE102013206057A1 (de) Integriertes schaltbauelement mit parallelem gleichrichterelement
DE102016120292A1 (de) Halbleitervorrichtung, die eine Transistorvorrichtung enthält
DE102016115761A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102016103131A1 (de) Schaltkreis, Halbleiterschaltanordnung und Verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R120 Application withdrawn or ip right abandoned