パッケージ支持面にクリップを利用する高電圧ＩＩＩ族窒化物整流器パッケージ
【課題】パッケージ支持面にクリップを利用する高電圧III族窒化物整流器パッケージの典型的な実施形態を提供する。
【解決手段】パッケージ支持面２６０に取り付け、III族窒化物トランジスタ２３０のソースにスタックされたダイオード２２０のアノードを有するIII族窒化物トランジスタ２３０と、III族窒化物トランジスタ２３０のゲートおよびダイオード２２０のアノードに結合した第１の導電性クリップ２１２ｂと、III族窒化物トランジスタ２３０のドレインに結合した第２の導電性クリップ２１２ａとを含む。導電性クリップ２１２ａ、２１２ｂはパッケージ支持面２６０に結合され、表面実装性の平担部を露出する。
【解決手段】パッケージ支持面２６０に取り付け、III族窒化物トランジスタ２３０のソースにスタックされたダイオード２２０のアノードを有するIII族窒化物トランジスタ２３０と、III族窒化物トランジスタ２３０のゲートおよびダイオード２２０のアノードに結合した第１の導電性クリップ２１２ｂと、III族窒化物トランジスタ２３０のドレインに結合した第２の導電性クリップ２１２ａとを含む。導電性クリップ２１２ａ、２１２ｂはパッケージ支持面２６０に結合され、表面実装性の平担部を露出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年５月４日に出願した「カスコード接続された高電圧GaN整流器のリードレスパッケージ」の米国仮特許出願第６１／４８２，３１４号の優先権の利益を主張する。この仮出願における開示を本出願に参照して完全に援用する。
【０００２】
本発明は、一般に半導体素子に関する。さらに具体的には、本発明は半導体素子のパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００３】
高出力及び高性能な回路用途には、窒化ガリウム（GaN）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のようなIII族窒化物トランジスタが高効率及び高電圧動作のために多くの場合望ましい。特に、かかるIII族窒化物トランジスタをシリコンダイオードのような他の素子に結合して、カスコード接続された整流器のような、高性能な整流器を生成することがしばしば好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
不幸にも、III族窒化物トランジスタをシリコンダイオードに結合する従来のパッケージ集積技術は、かかるIII族窒化物トランジスタによって提供される利益を多くの場合なくしていた。例えば、従来のパッケージ設計では、端子接続に対しワイヤーボンディングが要求され、不所望に増大するパッケージ形状因子、製造コスト、寄生インダクタンス、抵抗及びパッケージの熱散逸要求をもたらす。ワイヤーボンディングの代わりに導電性のクリップを使用して高電圧用途に適した高性能のパッケージ端子を提供することが知られている一方、導電性クリップを別々に形成、配置する要求は多重パッケージをシングルパスで処理する可能性を排除し、これはストリームライン型組立、集積の増大および製造コストの減少に著しく望ましい。クワッドフラットなリード無し（ＱＦＮ）パッケージがワイヤーボンディングを回避するのに知られている一方、かかるパッケージは望ましくないことに高コストな製造設備を要求する。
【０００５】
それゆえ、カスコード接続された高電圧III族窒化物整流器を一体化するパッケージの効率的な製造を支持するためにユニークなコスト効率の良い解決方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図面の少なくとも一つに示すか、および／またはそれに関連して説明され、より完全には請求の範囲に記載したようなパッケージ支持面にクリップを利用する高電圧III族窒化物整流器パッケージである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】IV族ダイオードに結合したIII族窒化物トランジスタの回路図である。
【図２Ａ】IV族ダイオードの正面図である。
【図２Ｂ】IV族ダイオードの背面図である。
【図２Ｃ】III族窒化物トランジスタの正面図である。
【図２Ｄ】III族窒化物トランジスタの背面図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の上面図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｇ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の上面図である。
【図２Ｈ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｉ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の上面図である。
【図２Ｊ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｋ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｌ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリント回路基板（ＰＣＢ）システムに搭載したカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、パッケージ支持面にクリップを利用する高電圧III族窒化物整流器パッケージに指向するものである。以下の説明は、本発明の実施態様に関与する特定の情報を含む。当業者は、本発明が本出願に具体的に論述したものと異なる方法で実施し得ることを認識するであろう。さらに、本発明を曖昧にしないように、いくつかの本発明の具体的な詳細は議論されていない。本出願に記載されていない具体的な詳細は、当業者の通常の知識の範囲内である。
【０００９】
本出願における図面と、それに伴う詳細な説明は、単に本発明の例示的な実施形態に指向する。簡潔さを維持するために、本発明の他の実施形態は、本発明にかかる原理を使用するものの、本出願には具体的には記載されておらず、図面によっても具体的に示されない。
【００１０】
ここで用いる語句「III族窒化物またはIII-N」は、窒素と、Al、Ga、InおよびBを含む少なくとも一つのIII族元素とを含む化合物半導体を指し、限定しないがそのあらゆる合金、例えば窒化アルミニウムガリウム（AlxGa(1-x)N）、窒化インジウムガリウム（InyGa(1-x-y)N）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（AlxInyGa(1-x-y)N）、ヒ化リン化窒化ガリウム（GaAsaPbN(1-a-b)）、ヒ化リン化窒化アルミニウムインジウムガリウム（AlxInyGa(1-x-y)AsaPbN(1-a-b)）などを含む。一般に、III族窒化物材料はまた、限定しないが、Ga極性、N極性、半極性または無極性の結晶方位を含むあらゆる極性を言及する。III族窒化物材料はまた、ウルツ鉱型、ジンクブレンデ型あるいは混成の結晶多形を含んでもよく、また単結晶、単結晶質、多結晶質または非結晶質構造を含んでもよい。
【００１１】
また、ここで用いる語句「IV族」は、Siと、GeおよびCを含む少なくとも一つの第IV族元素を含む半導体を指し、SiGeおよびSiCなどの化合物半導体を含む。IV族はまた、第IV族元素の層からなる半導体材料または歪みシリコンや歪みIV族元素を生産するための第IV族元素のドーピングを指し、ＳＯＩ、ＳＩＭＯＸおよびＳＯＳ（サファイア上シリコン）などを含むIV族系の複合サブストレートを含む。
【００１２】
開示内容を本出願に完全に参照して援用した２０１１年３月２２日付け出願の「パッケージ内のダイオードにスタックされたIII族窒化物トランジスタ」米国特許出願第第１３／０５３，６４６号は、ダイオードのカソードがIII族窒化物トランジスタのソースに存在し、電気的に結合するようにIII族窒化物トランジスタの上面に重ねられたシリコンダイオードのようなダイオードを含む２端子スタックダイパッケージを教示する。パッケージの第１端子をIII族窒化物トランジスタのドレインに結合し、パッケージの第２端子をダイオードのアノードに結合する。
【００１３】
本出願は、高電圧（２００Ｖ〜１２００Ｖまたはそれ以上）用途に使用する２端子スタックダイパッケージを形成するのに必要な改良に対応し、開示する。さらに、本出願は、パッケージ支持面に取付けた表面実装性の導電クリップの使用を説明することにより、そのようなパッケージの構造に対応し、開示する。
【００１４】
本出願は、スタックダイのワイヤーボンディングの無い表面実装性高電圧パッケージの物理配列を説明する。特に、IV族ダイオードをクワッドフラットのリード無し（ＱＦＮ） パッケージ内のIII―N材料トランジスタの上にスタックする。素子のアノードとカソードとの間の高い電圧場差（２００Ｖ超）を調整するのに必要な改良は、アノードおよびカソード間の物理的離間隔を、例えば２．７５００ｍｍまたはそれ以上に拡張することを含む。
【００１５】
図１は、シリコンダイオードのようなIV族ダイオードに結合したIII族窒化物トランジスタの回路図を示す。本出願では、「シリコンダイオード」への言及は、簡潔さと便利さのためだけになされる。しかしながら、本発明のスタックダイパッケージの文脈における「IV族またはシリコンダイオード」は、非シリコン型のダイオード、すなわち一般にあらゆるダイオードに置き換わり得る。図１は、端子１１２ａおよび１１２ｂと、ノード１１４および１１６と、ダイオード１２０と、III族窒化物トランジスタ１３０とを含む。III族窒化物トランジスタ１３０は、例えば、窒化ガリウム（GaN）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはGaN高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を含んでもよく、より具体的には空乏モードGaNトランジスタを含んでも良い。ダイオード１２０はＰＮ接合ダイオードまたはショットキーダイオードのいずれかとすることができる。
【００１６】
図１に示した例では、ダイオード１２０のカソード１２１をノード１１４でIII族窒化物トランジスタ１３０のソース１３３に結合する。さらに、完全なカスコード接続されたスイッチが、III族窒化物トランジスタ１３０のゲート１３１をノード１１６でダイオード１２０のアノード１２２に結合することにより形成される。こうして、図１の回路は高性能のカスコード接続された整流器を実現する。しかしながら、別の実施形態では、回路が異なる構造のダイオード１２０をIII族窒化物トランジスタ１３０と共に含んでも良い。
【００１７】
III族窒化物トランジスタまたはIII族窒化物ＨＥＭＴを下記の文献で論述されたように形成するのが好ましく、これら文献すべてを完全に本出願に参照して援用する。
「ゲートとドレインとの間に低減した電界を有するエンハンスメントモードのIII族窒化物半導体素子」のタイトルで２０１０年６月２９日に発行された米国特許第７，７４５，８４９号、
「III族窒化物エンハンスメントモード素子」のタイトルで２０１０年７月２０日に発行された米国特許第７，７５９，６９９号、
「エンハンスメントモードのIII族窒化物ＦＥＴ」のタイトルで２００８年６月３日に発行された米国特許第７，３８２，００１号、
「上部トランジスタの超格子変性」のタイトルで２００６年９月２６日に発行された米国特許第７，１１２，８３０号、
「上部トランジスタの超格子変性」のタイトルで２００８年１１月２５日に発行された米国特許第７，４５６，４４２号、
「窒化ガリウム材料と関連する製造方法」のタイトルで２００８年３月４日に発行された米国特許第７，３３９，２０５号、
「障壁／スペーサ層を有するIII族窒化物系高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）」のタイトルで２００５年２月１日に発行された米国特許第６，８４９，８８２号、
「窒化ガリウム材料と方法」のタイトルで２００３年９月９日に発行された米国特許第６，６１７，０６０号、
「窒化ガリウム材料と方法」のタイトルで２００３年１１月１８日に発行された米国特許第６，６４９，２８７号、
「GaN/AlXGa1-XNヘテロ接合高電子移動度トランジスタ」のタイトルで１９９３年３月９日に発行された米国特許第５，１９２，９８７号、
「張力緩和中間層を備えたIII−V族半導体素子」のタイトルで２００９年１０月１４日に出願された米国特許出願第１２／５８７，９６４号、
「応力変調III−V族半導体素子と関連製法」のタイトルで２０１０年１２月２１日に出願された米国特許出願第１２／９２８，９４６号、
「寄生電流路を防ぐ交互高低温層を用いた超格子の製造方法」のタイトルで２００６年９月１３日に出願された米国特許出願第１１／５３１，５０８号、
「アルミニウムドープされたゲートを備えるプログラマブルIII族窒化物トランジスタ」のタイトルで２０１１年２月４日に出願された米国特許出願第１３／０２１，４３７号、
「単一ゲート誘電構造を備えるエンハンスメントモードのIII族窒化物トランジスタ」のタイトルで２０１１年１月３１日に出願された米国特許出願第１３／０１７，９７０号、
「ゲートAlGaN/GaNヘテロ接合ショットキー素子」のタイトルで２００９年１２月７日に出願された米国特許出願第１２／６５３，０９７号、
「フローティングゲートを備えたエンハンスメントモードのIII族窒化物素子と、その製造方法」のタイトルで２００８年８月２１日に出願された米国特許出願第１２／１９５，８０１号、
「ゲートとドレインとの間に低減した電界を備えるIII族窒化物半導体素子と、その製造方法」のタイトルで２００８年９月１６日に出願された米国特許出願第１２／２１１，１２０号、
「プログラマブルゲートを有するIII族窒化物パワー半導体素子」のタイトルで２００７年９月８日に出願された米国特許出願第１１／８５７，１１３号、
「III族窒化物ヘテロ接合素子、ＨＥＭＴ、関連する素子構造」のタイトルで２０１１年２月２８日に出願された米国特許仮出願第６１／４４７，４７９号、
「ゲートAlGaN/GaNヘテロ接合ショットキー素子」のタイトルで２０１１年３月３日に出願された米国特許仮出願第６１／４４９，０４６号。
また、III族窒化物ＦＥＴが高電圧III−N ＦＥＴであるのが望ましい。III−N ＦＥＴ１３０は、２００Ｖ〜５０００ＶのVdrainでの動作に最適化することができるか、またはＦＥＴ１３０は５００Ｖ〜７００Ｖの間、若しくは２００Ｖ〜５０００Ｖの間の任意他の下位範囲での動作に最適化してもよい。
【００１８】
図２Ａ〜図２Ｄに移ると、図２ＡはIV族ダイオードの正面図を示し、図２ＢはIV族ダイオードの背面図を示し、図２ＣはIII族窒化物トランジスタの正面図を示し、図２ＤはIII族窒化物トランジスタの背面図を示す。図２Ａ〜図２Ｄに関して、ダイオード２２０は図１のダイオード１２０に対応し、III族窒化物トランジスタ２３０は図1のIII族窒化物トランジスタ１３０に対応する。ある実施形態では、ダイオード２２０に対して約１ｍｍｘ１ｍｍのダイサイズを好適とすることができる。別のある実施形態では、ダイオード２２０のダイサイズは、より大きいか、より小さくてもよい。図２Ａおよび２Ｂに示すように、シリコンダイオード２２０は上面にアノード２２２を、また反対側の底面にカソード２１２を備える。図２Ｃおよび２Ｄに示すように、III族窒化物トランジスタ２３０は上面にゲート２３１と、ドレイン２３２と、ソース２３３を備える一方、底面または背面は不活性である。ある実施形態では、III族窒化物トランジスタ２３０に対して約３．２ｍｍｘ２．７９５ｍｍのダイサイズを好適とすることができる。別のある実施形態では、III族窒化物トランジスタ２３０のダイサイズは、より大きいか、またはより小さくてもよい。
【００１９】
次に、図２Ｅ、２Ｇおよび２Ｉは、本発明の一実施形態に従うカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立体の上面図である。図２Ｆ、２Ｈ、２Ｊ，２Ｋおよび２Ｌは、対応する本発明の一実施形態に従うカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立体の断面図である。図３はまた、本発明の一実施形態に従うシステムプリント回路基板（ＰＣＢ）に搭載したカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージの完成品の断面図である。
【００２０】
図２Ｅから始めると、図２Ｃ−２ＤのIII族窒化物トランジスタ２３０をパッケージ支持面２６０に、例えばダイ取付け材によって取付ける。パッケージ支持面２６０は、例えば、１層、２層または多層プリント回路基板（ＰＣＢ）を含んでも良い。しかしながら、代わりの実施形態では、セラミック基板のような他の支持面を利用しても良い。パッケージ支持面２６０は約１２５μｍ厚としてもよいが、組立て中に接続すべき導電性クリップに対し適切な剛性を付与するために任意の厚さを選択することができる。特定の実施形態では、パッケージ支持面２６０はまた、熱散逸の改善用熱配線を備えても良い。図２Ｅに示すように、III族窒化物トランジスタ２３０の背面２４０をパッケージ支持面２６０に結合して、ゲート２３１、ドレイン２３２およびソース２３３が上面に到達可能にする。図２Ｆは、図２Ｅにおける線２Ｆ−２Ｆに対応する断面図である。
【００２１】
簡単のために、これら図面は単一パッケージの組立体のみを示す。しかしながら、パッケージ支持面２６０は、多重パッケージを例えばストリップまたはグリッドで収納し、後に個々のパッケージに単体化し得ることが分る。このようにして、多重パッケージを同時に処理してもよい。
【００２２】
図２Ｅから図２Ｇでは、カソード２２１（図示せず）がソース２３３に存在するようにダイオード２２０をIII族窒化物トランジスタ２３０の上面にスタックする。その結果、アノード２２２がダイオード２２０の上面に到達可能となる。かかるスタックに先立ち、はんだペーストやはんだプリフォームのようなはんだをゲート２３１、ドレイン２３２およびソース２３３に塗布することができる。或いはまた、導電性接着剤や導電性テープのような他の材料をはんだの代りとすることができる。図２Ｈは、図２Ｇにおける線２Ｈ−２Ｈに対応する断面図である。
【００２３】
図２Ｇから図２Ｉでは、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂを採取し、図のようにパッケージ２１０の上に置くことができる。従って、第１の導電性クリップ２１２ｂをダイオード２２０のアノード２２２およびIII族窒化物トランジスタ２３０のドレイン２３１に結合し、また第２の導電性クリップ２１２ａをIII族窒化物トランジスタ２３０のドレイン２３２に結合する。導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂは、例えば銅や銅合金からなっても良い。かかる設置に先立ち、追加のはんだをダイオード２２０のアノード２２２の上およびパッケージ支持面２６０の上に被着しても良い。図２Ｊおよび図２Ｋに示すように、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂを機械的支持のためさらにパッケージ２６０の支持面に結合する。さらに、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂは、表面実装に適した平担部２１４ａおよび２１４ｂをそれぞれ有する。平担部２１４ａおよび２１４ｂはまた、パッケージ２１０の表面実装をさらに促進するために実質的に同一平面上としてもよい。
【００２４】
図２Ｊおよび図２Ｋに示すように、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂの端は、ストレート接続を用いて合わせ面に接続される。例えば、導電性クリップ２１２ｂを図２Ｊに示すように、ストレート接続によってダイオード２２０のアノード２２２に接続する。しかしながら、別の実施形態では、合わせ面領域、機械的安定性および製造の容易さの適用要件に応じてねじ頭状、くぎ頭状、マッシュルーム状コネクタ、コイン状コネクタを含む様々な別の接続を用いることができる。
【００２５】
導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂを採取、設置した後、組立て品全体を例えばリフロー炉やコンベヤ炉で加熱して、あらかじめ被着したはんだをリフローすることができる。その結果、ダイオード２２０のカソード２２１をIII族窒化物トランジスタ２３０のソース２３３に電気的かつ機械的に結合し、導電性クリップ２１２ｂをIII族窒化物トランジスタ２３０のゲート２３１およびダイオード２２０のアノード２２２に結合し、また導電性クリップ２１２ａをIII族窒化物トランジスタ２３０のドレイン２３２に結合することができる。さらに、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂをそれぞれパッケージ支持面２６０に接続して、機械的な支持および熱散逸をパッケージ２１０に提供することができる。このようにして、図１の回路図に示したカスコード接続された整流器回路が、図１の端子１１２ａに対応する導電性クリップ２１２ａおよび図１の端子１１２ｂに対応する導電性クリップ２１２ｂを備える。
【００２６】
図２Ｋから図２Ｌでは、グロブトップ（glob-top）２６５のような封入材をパッケージ２１０に任意に塗布して、絶縁保護をIII族窒化物トランジスタ２３０およびダイオード２２０にもたらすことができる。ある別の実施形態では、他の封入材が好ましく、該封入材をIII族窒化物トランジスタ２３０およびダイオード２２０のスタックされたダイ組立体の上縁を越えて延在させてもよい。
【００２７】
図２Ｌから図３では、パッケージ２１０を単体化し、公知の従来技術を用いてシステムプリント回路基板（ＰＣＢ）３１０にフリップしてもよい。６００Ｖでの高電圧作動を可能にする少なくとも２．７５００ｍｍ、例えば３．００００ｍｍの離間隔をシステムＰＣＢ３１０に搭載した平担部２１４ａおよび２１４ｂ間に設けることができる。パッケージ２１０をより大きな回路の一部としてシステムＰＣＢ３１０に集積し得るので、システムＰＣＢ３１０の一部分のみを単純化のため示していることに注目すべきである。
【００２８】
かくして、パッケージ支持面にクリップを利用するカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器と、かかるパッケージの製造方法が説明された。開示されたパッケージは、ワイヤーボンディングを用いることなく小型パッケージ内にカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器を提供する。その結果、従来のワイヤーボンディングパッケージに比べて、パッケージフットプリントの縮減、サージ電流特性の改善およびより高性能を達成することができる。パッケージは単層ＰＣＢのような低コストパッケージ支持面を利用し得るため、高価格なリードレスパッケージ製造プロセスを有利に回避し、また有効な表面実装技術（ＳＭＴ）の製造設備を利用することができる。さらに、多重パッケージを一度に組み立て得るので、個々のパッケージ処理を要求する従来方法と比べて、高集積度とコスト削減を達成することができる。
【００２９】
上記の記述から、本発明の概念を実現するために、その範囲を逸脱することなく様々な技術を用い得ることは明らかである。さらに、本発明を特定の実施態様を特に参照して説明しているが、当業者であれば、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、形式上も詳細にも変更がなされることを認識するだろう。また、記述した実施態様はすべて、例として考慮するもので、限定的ではない。本発明はここで説明した特定の実施態様に制限されるのではなく、多くの変形、改良、および置換が、本発明の範囲を逸脱することなく可能であると理解すべきである。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年５月４日に出願した「カスコード接続された高電圧GaN整流器のリードレスパッケージ」の米国仮特許出願第６１／４８２，３１４号の優先権の利益を主張する。この仮出願における開示を本出願に参照して完全に援用する。
【０００２】
本発明は、一般に半導体素子に関する。さらに具体的には、本発明は半導体素子のパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００３】
高出力及び高性能な回路用途には、窒化ガリウム（GaN）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のようなIII族窒化物トランジスタが高効率及び高電圧動作のために多くの場合望ましい。特に、かかるIII族窒化物トランジスタをシリコンダイオードのような他の素子に結合して、カスコード接続された整流器のような、高性能な整流器を生成することがしばしば好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
不幸にも、III族窒化物トランジスタをシリコンダイオードに結合する従来のパッケージ集積技術は、かかるIII族窒化物トランジスタによって提供される利益を多くの場合なくしていた。例えば、従来のパッケージ設計では、端子接続に対しワイヤーボンディングが要求され、不所望に増大するパッケージ形状因子、製造コスト、寄生インダクタンス、抵抗及びパッケージの熱散逸要求をもたらす。ワイヤーボンディングの代わりに導電性のクリップを使用して高電圧用途に適した高性能のパッケージ端子を提供することが知られている一方、導電性クリップを別々に形成、配置する要求は多重パッケージをシングルパスで処理する可能性を排除し、これはストリームライン型組立、集積の増大および製造コストの減少に著しく望ましい。クワッドフラットなリード無し（ＱＦＮ）パッケージがワイヤーボンディングを回避するのに知られている一方、かかるパッケージは望ましくないことに高コストな製造設備を要求する。
【０００５】
それゆえ、カスコード接続された高電圧III族窒化物整流器を一体化するパッケージの効率的な製造を支持するためにユニークなコスト効率の良い解決方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図面の少なくとも一つに示すか、および／またはそれに関連して説明され、より完全には請求の範囲に記載したようなパッケージ支持面にクリップを利用する高電圧III族窒化物整流器パッケージである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】IV族ダイオードに結合したIII族窒化物トランジスタの回路図である。
【図２Ａ】IV族ダイオードの正面図である。
【図２Ｂ】IV族ダイオードの背面図である。
【図２Ｃ】III族窒化物トランジスタの正面図である。
【図２Ｄ】III族窒化物トランジスタの背面図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の上面図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｇ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の上面図である。
【図２Ｈ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｉ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の上面図である。
【図２Ｊ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｋ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図２Ｌ】本発明の一実施形態に係るカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリント回路基板（ＰＣＢ）システムに搭載したカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、パッケージ支持面にクリップを利用する高電圧III族窒化物整流器パッケージに指向するものである。以下の説明は、本発明の実施態様に関与する特定の情報を含む。当業者は、本発明が本出願に具体的に論述したものと異なる方法で実施し得ることを認識するであろう。さらに、本発明を曖昧にしないように、いくつかの本発明の具体的な詳細は議論されていない。本出願に記載されていない具体的な詳細は、当業者の通常の知識の範囲内である。
【０００９】
本出願における図面と、それに伴う詳細な説明は、単に本発明の例示的な実施形態に指向する。簡潔さを維持するために、本発明の他の実施形態は、本発明にかかる原理を使用するものの、本出願には具体的には記載されておらず、図面によっても具体的に示されない。
【００１０】
ここで用いる語句「III族窒化物またはIII-N」は、窒素と、Al、Ga、InおよびBを含む少なくとも一つのIII族元素とを含む化合物半導体を指し、限定しないがそのあらゆる合金、例えば窒化アルミニウムガリウム（AlxGa(1-x)N）、窒化インジウムガリウム（InyGa(1-x-y)N）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（AlxInyGa(1-x-y)N）、ヒ化リン化窒化ガリウム（GaAsaPbN(1-a-b)）、ヒ化リン化窒化アルミニウムインジウムガリウム（AlxInyGa(1-x-y)AsaPbN(1-a-b)）などを含む。一般に、III族窒化物材料はまた、限定しないが、Ga極性、N極性、半極性または無極性の結晶方位を含むあらゆる極性を言及する。III族窒化物材料はまた、ウルツ鉱型、ジンクブレンデ型あるいは混成の結晶多形を含んでもよく、また単結晶、単結晶質、多結晶質または非結晶質構造を含んでもよい。
【００１１】
また、ここで用いる語句「IV族」は、Siと、GeおよびCを含む少なくとも一つの第IV族元素を含む半導体を指し、SiGeおよびSiCなどの化合物半導体を含む。IV族はまた、第IV族元素の層からなる半導体材料または歪みシリコンや歪みIV族元素を生産するための第IV族元素のドーピングを指し、ＳＯＩ、ＳＩＭＯＸおよびＳＯＳ（サファイア上シリコン）などを含むIV族系の複合サブストレートを含む。
【００１２】
開示内容を本出願に完全に参照して援用した２０１１年３月２２日付け出願の「パッケージ内のダイオードにスタックされたIII族窒化物トランジスタ」米国特許出願第第１３／０５３，６４６号は、ダイオードのカソードがIII族窒化物トランジスタのソースに存在し、電気的に結合するようにIII族窒化物トランジスタの上面に重ねられたシリコンダイオードのようなダイオードを含む２端子スタックダイパッケージを教示する。パッケージの第１端子をIII族窒化物トランジスタのドレインに結合し、パッケージの第２端子をダイオードのアノードに結合する。
【００１３】
本出願は、高電圧（２００Ｖ〜１２００Ｖまたはそれ以上）用途に使用する２端子スタックダイパッケージを形成するのに必要な改良に対応し、開示する。さらに、本出願は、パッケージ支持面に取付けた表面実装性の導電クリップの使用を説明することにより、そのようなパッケージの構造に対応し、開示する。
【００１４】
本出願は、スタックダイのワイヤーボンディングの無い表面実装性高電圧パッケージの物理配列を説明する。特に、IV族ダイオードをクワッドフラットのリード無し（ＱＦＮ） パッケージ内のIII―N材料トランジスタの上にスタックする。素子のアノードとカソードとの間の高い電圧場差（２００Ｖ超）を調整するのに必要な改良は、アノードおよびカソード間の物理的離間隔を、例えば２．７５００ｍｍまたはそれ以上に拡張することを含む。
【００１５】
図１は、シリコンダイオードのようなIV族ダイオードに結合したIII族窒化物トランジスタの回路図を示す。本出願では、「シリコンダイオード」への言及は、簡潔さと便利さのためだけになされる。しかしながら、本発明のスタックダイパッケージの文脈における「IV族またはシリコンダイオード」は、非シリコン型のダイオード、すなわち一般にあらゆるダイオードに置き換わり得る。図１は、端子１１２ａおよび１１２ｂと、ノード１１４および１１６と、ダイオード１２０と、III族窒化物トランジスタ１３０とを含む。III族窒化物トランジスタ１３０は、例えば、窒化ガリウム（GaN）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはGaN高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を含んでもよく、より具体的には空乏モードGaNトランジスタを含んでも良い。ダイオード１２０はＰＮ接合ダイオードまたはショットキーダイオードのいずれかとすることができる。
【００１６】
図１に示した例では、ダイオード１２０のカソード１２１をノード１１４でIII族窒化物トランジスタ１３０のソース１３３に結合する。さらに、完全なカスコード接続されたスイッチが、III族窒化物トランジスタ１３０のゲート１３１をノード１１６でダイオード１２０のアノード１２２に結合することにより形成される。こうして、図１の回路は高性能のカスコード接続された整流器を実現する。しかしながら、別の実施形態では、回路が異なる構造のダイオード１２０をIII族窒化物トランジスタ１３０と共に含んでも良い。
【００１７】
III族窒化物トランジスタまたはIII族窒化物ＨＥＭＴを下記の文献で論述されたように形成するのが好ましく、これら文献すべてを完全に本出願に参照して援用する。
「ゲートとドレインとの間に低減した電界を有するエンハンスメントモードのIII族窒化物半導体素子」のタイトルで２０１０年６月２９日に発行された米国特許第７，７４５，８４９号、
「III族窒化物エンハンスメントモード素子」のタイトルで２０１０年７月２０日に発行された米国特許第７，７５９，６９９号、
「エンハンスメントモードのIII族窒化物ＦＥＴ」のタイトルで２００８年６月３日に発行された米国特許第７，３８２，００１号、
「上部トランジスタの超格子変性」のタイトルで２００６年９月２６日に発行された米国特許第７，１１２，８３０号、
「上部トランジスタの超格子変性」のタイトルで２００８年１１月２５日に発行された米国特許第７，４５６，４４２号、
「窒化ガリウム材料と関連する製造方法」のタイトルで２００８年３月４日に発行された米国特許第７，３３９，２０５号、
「障壁／スペーサ層を有するIII族窒化物系高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）」のタイトルで２００５年２月１日に発行された米国特許第６，８４９，８８２号、
「窒化ガリウム材料と方法」のタイトルで２００３年９月９日に発行された米国特許第６，６１７，０６０号、
「窒化ガリウム材料と方法」のタイトルで２００３年１１月１８日に発行された米国特許第６，６４９，２８７号、
「GaN/AlXGa1-XNヘテロ接合高電子移動度トランジスタ」のタイトルで１９９３年３月９日に発行された米国特許第５，１９２，９８７号、
「張力緩和中間層を備えたIII−V族半導体素子」のタイトルで２００９年１０月１４日に出願された米国特許出願第１２／５８７，９６４号、
「応力変調III−V族半導体素子と関連製法」のタイトルで２０１０年１２月２１日に出願された米国特許出願第１２／９２８，９４６号、
「寄生電流路を防ぐ交互高低温層を用いた超格子の製造方法」のタイトルで２００６年９月１３日に出願された米国特許出願第１１／５３１，５０８号、
「アルミニウムドープされたゲートを備えるプログラマブルIII族窒化物トランジスタ」のタイトルで２０１１年２月４日に出願された米国特許出願第１３／０２１，４３７号、
「単一ゲート誘電構造を備えるエンハンスメントモードのIII族窒化物トランジスタ」のタイトルで２０１１年１月３１日に出願された米国特許出願第１３／０１７，９７０号、
「ゲートAlGaN/GaNヘテロ接合ショットキー素子」のタイトルで２００９年１２月７日に出願された米国特許出願第１２／６５３，０９７号、
「フローティングゲートを備えたエンハンスメントモードのIII族窒化物素子と、その製造方法」のタイトルで２００８年８月２１日に出願された米国特許出願第１２／１９５，８０１号、
「ゲートとドレインとの間に低減した電界を備えるIII族窒化物半導体素子と、その製造方法」のタイトルで２００８年９月１６日に出願された米国特許出願第１２／２１１，１２０号、
「プログラマブルゲートを有するIII族窒化物パワー半導体素子」のタイトルで２００７年９月８日に出願された米国特許出願第１１／８５７，１１３号、
「III族窒化物ヘテロ接合素子、ＨＥＭＴ、関連する素子構造」のタイトルで２０１１年２月２８日に出願された米国特許仮出願第６１／４４７，４７９号、
「ゲートAlGaN/GaNヘテロ接合ショットキー素子」のタイトルで２０１１年３月３日に出願された米国特許仮出願第６１／４４９，０４６号。
また、III族窒化物ＦＥＴが高電圧III−N ＦＥＴであるのが望ましい。III−N ＦＥＴ１３０は、２００Ｖ〜５０００ＶのVdrainでの動作に最適化することができるか、またはＦＥＴ１３０は５００Ｖ〜７００Ｖの間、若しくは２００Ｖ〜５０００Ｖの間の任意他の下位範囲での動作に最適化してもよい。
【００１８】
図２Ａ〜図２Ｄに移ると、図２ＡはIV族ダイオードの正面図を示し、図２ＢはIV族ダイオードの背面図を示し、図２ＣはIII族窒化物トランジスタの正面図を示し、図２ＤはIII族窒化物トランジスタの背面図を示す。図２Ａ〜図２Ｄに関して、ダイオード２２０は図１のダイオード１２０に対応し、III族窒化物トランジスタ２３０は図1のIII族窒化物トランジスタ１３０に対応する。ある実施形態では、ダイオード２２０に対して約１ｍｍｘ１ｍｍのダイサイズを好適とすることができる。別のある実施形態では、ダイオード２２０のダイサイズは、より大きいか、より小さくてもよい。図２Ａおよび２Ｂに示すように、シリコンダイオード２２０は上面にアノード２２２を、また反対側の底面にカソード２１２を備える。図２Ｃおよび２Ｄに示すように、III族窒化物トランジスタ２３０は上面にゲート２３１と、ドレイン２３２と、ソース２３３を備える一方、底面または背面は不活性である。ある実施形態では、III族窒化物トランジスタ２３０に対して約３．２ｍｍｘ２．７９５ｍｍのダイサイズを好適とすることができる。別のある実施形態では、III族窒化物トランジスタ２３０のダイサイズは、より大きいか、またはより小さくてもよい。
【００１９】
次に、図２Ｅ、２Ｇおよび２Ｉは、本発明の一実施形態に従うカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立体の上面図である。図２Ｆ、２Ｈ、２Ｊ，２Ｋおよび２Ｌは、対応する本発明の一実施形態に従うカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージ組立体の断面図である。図３はまた、本発明の一実施形態に従うシステムプリント回路基板（ＰＣＢ）に搭載したカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器パッケージの完成品の断面図である。
【００２０】
図２Ｅから始めると、図２Ｃ−２ＤのIII族窒化物トランジスタ２３０をパッケージ支持面２６０に、例えばダイ取付け材によって取付ける。パッケージ支持面２６０は、例えば、１層、２層または多層プリント回路基板（ＰＣＢ）を含んでも良い。しかしながら、代わりの実施形態では、セラミック基板のような他の支持面を利用しても良い。パッケージ支持面２６０は約１２５μｍ厚としてもよいが、組立て中に接続すべき導電性クリップに対し適切な剛性を付与するために任意の厚さを選択することができる。特定の実施形態では、パッケージ支持面２６０はまた、熱散逸の改善用熱配線を備えても良い。図２Ｅに示すように、III族窒化物トランジスタ２３０の背面２４０をパッケージ支持面２６０に結合して、ゲート２３１、ドレイン２３２およびソース２３３が上面に到達可能にする。図２Ｆは、図２Ｅにおける線２Ｆ−２Ｆに対応する断面図である。
【００２１】
簡単のために、これら図面は単一パッケージの組立体のみを示す。しかしながら、パッケージ支持面２６０は、多重パッケージを例えばストリップまたはグリッドで収納し、後に個々のパッケージに単体化し得ることが分る。このようにして、多重パッケージを同時に処理してもよい。
【００２２】
図２Ｅから図２Ｇでは、カソード２２１（図示せず）がソース２３３に存在するようにダイオード２２０をIII族窒化物トランジスタ２３０の上面にスタックする。その結果、アノード２２２がダイオード２２０の上面に到達可能となる。かかるスタックに先立ち、はんだペーストやはんだプリフォームのようなはんだをゲート２３１、ドレイン２３２およびソース２３３に塗布することができる。或いはまた、導電性接着剤や導電性テープのような他の材料をはんだの代りとすることができる。図２Ｈは、図２Ｇにおける線２Ｈ−２Ｈに対応する断面図である。
【００２３】
図２Ｇから図２Ｉでは、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂを採取し、図のようにパッケージ２１０の上に置くことができる。従って、第１の導電性クリップ２１２ｂをダイオード２２０のアノード２２２およびIII族窒化物トランジスタ２３０のドレイン２３１に結合し、また第２の導電性クリップ２１２ａをIII族窒化物トランジスタ２３０のドレイン２３２に結合する。導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂは、例えば銅や銅合金からなっても良い。かかる設置に先立ち、追加のはんだをダイオード２２０のアノード２２２の上およびパッケージ支持面２６０の上に被着しても良い。図２Ｊおよび図２Ｋに示すように、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂを機械的支持のためさらにパッケージ２６０の支持面に結合する。さらに、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂは、表面実装に適した平担部２１４ａおよび２１４ｂをそれぞれ有する。平担部２１４ａおよび２１４ｂはまた、パッケージ２１０の表面実装をさらに促進するために実質的に同一平面上としてもよい。
【００２４】
図２Ｊおよび図２Ｋに示すように、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂの端は、ストレート接続を用いて合わせ面に接続される。例えば、導電性クリップ２１２ｂを図２Ｊに示すように、ストレート接続によってダイオード２２０のアノード２２２に接続する。しかしながら、別の実施形態では、合わせ面領域、機械的安定性および製造の容易さの適用要件に応じてねじ頭状、くぎ頭状、マッシュルーム状コネクタ、コイン状コネクタを含む様々な別の接続を用いることができる。
【００２５】
導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂを採取、設置した後、組立て品全体を例えばリフロー炉やコンベヤ炉で加熱して、あらかじめ被着したはんだをリフローすることができる。その結果、ダイオード２２０のカソード２２１をIII族窒化物トランジスタ２３０のソース２３３に電気的かつ機械的に結合し、導電性クリップ２１２ｂをIII族窒化物トランジスタ２３０のゲート２３１およびダイオード２２０のアノード２２２に結合し、また導電性クリップ２１２ａをIII族窒化物トランジスタ２３０のドレイン２３２に結合することができる。さらに、導電性クリップ２１２ａおよび２１２ｂをそれぞれパッケージ支持面２６０に接続して、機械的な支持および熱散逸をパッケージ２１０に提供することができる。このようにして、図１の回路図に示したカスコード接続された整流器回路が、図１の端子１１２ａに対応する導電性クリップ２１２ａおよび図１の端子１１２ｂに対応する導電性クリップ２１２ｂを備える。
【００２６】
図２Ｋから図２Ｌでは、グロブトップ（glob-top）２６５のような封入材をパッケージ２１０に任意に塗布して、絶縁保護をIII族窒化物トランジスタ２３０およびダイオード２２０にもたらすことができる。ある別の実施形態では、他の封入材が好ましく、該封入材をIII族窒化物トランジスタ２３０およびダイオード２２０のスタックされたダイ組立体の上縁を越えて延在させてもよい。
【００２７】
図２Ｌから図３では、パッケージ２１０を単体化し、公知の従来技術を用いてシステムプリント回路基板（ＰＣＢ）３１０にフリップしてもよい。６００Ｖでの高電圧作動を可能にする少なくとも２．７５００ｍｍ、例えば３．００００ｍｍの離間隔をシステムＰＣＢ３１０に搭載した平担部２１４ａおよび２１４ｂ間に設けることができる。パッケージ２１０をより大きな回路の一部としてシステムＰＣＢ３１０に集積し得るので、システムＰＣＢ３１０の一部分のみを単純化のため示していることに注目すべきである。
【００２８】
かくして、パッケージ支持面にクリップを利用するカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器と、かかるパッケージの製造方法が説明された。開示されたパッケージは、ワイヤーボンディングを用いることなく小型パッケージ内にカスコード接続された高電圧III族窒化物整流器を提供する。その結果、従来のワイヤーボンディングパッケージに比べて、パッケージフットプリントの縮減、サージ電流特性の改善およびより高性能を達成することができる。パッケージは単層ＰＣＢのような低コストパッケージ支持面を利用し得るため、高価格なリードレスパッケージ製造プロセスを有利に回避し、また有効な表面実装技術（ＳＭＴ）の製造設備を利用することができる。さらに、多重パッケージを一度に組み立て得るので、個々のパッケージ処理を要求する従来方法と比べて、高集積度とコスト削減を達成することができる。
【００２９】
上記の記述から、本発明の概念を実現するために、その範囲を逸脱することなく様々な技術を用い得ることは明らかである。さらに、本発明を特定の実施態様を特に参照して説明しているが、当業者であれば、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、形式上も詳細にも変更がなされることを認識するだろう。また、記述した実施態様はすべて、例として考慮するもので、限定的ではない。本発明はここで説明した特定の実施態様に制限されるのではなく、多くの変形、改良、および置換が、本発明の範囲を逸脱することなく可能であると理解すべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ支持面と、
ゲート、ソース、およびドレインを有し、前記パッケージ支持面に取り付けたIII族窒化物トランジスタと、
アノードおよびカソードを有し、該カソードを前記ソースに機械的かつ電気的に結合するように前記III族窒化物トランジスタにスタックしたダイオードと、
前記III族窒化物トランジスタのゲート、ダイオードのアノードおよびパッケージ支持面に結合した第１の導電性クリップと、
前記III族窒化物トランジスタのドレインおよびパッケージ支持面に結合した第２の導電性クリップとを備え、
前記第１および第２の導電性クリップがそれぞれ高電圧半導体パッケージの表面実装用の平担部を有することを特徴とするワイヤーボンディングの無い表面実装性高電圧半導体パッケージ。
【請求項２】
前記各平担部が実質的に同一平面上にある請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項３】
前記III族窒化物トランジスタおよびダイオードを封入するグロブトップをさらに含む請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項４】
前記グロブトップがIII族窒化物トランジスタの上縁を越えて延在する請求項３に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項５】
前記第１の導電性クリップを前記アノードにコイン状コネクタ、キノコ状コネクタ、くぎ頭状、ねじ頭状およびストレートコネクタよりなる群から選択したコネクタによって結合する請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項６】
前記第１および第２の導電性クリップが銅からなる請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項７】
前記パッケージ支持面がプリント回路基板（ＰＣＢ）からなる請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項８】
前記パッケージ支持面が熱配線を含む請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項９】
前記ダイオードがショットキーダイオードである請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項１０】
前記III族窒化物トランジスタがGaN ＦＥＴである請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項１１】
前記III族窒化物トランジスタがGaN ＨＥＭＴである請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項１２】
ワイヤーボンディングの無い表面実装性高電圧半導体パッケージを製造する方法であって、
パッケージの支持面にゲート、ソースおよびドレインを有するIII族窒化物トランジスタを取り付ける工程と、
前記III族窒化物トランジスタのソース上にカソードおよびアノードを有するダイオードをスタックする工程と、
前記III族窒化物トランジスタのゲート、前記ダイオードのアノードおよび前記パッケージ支持面に第１の導電性クリップを結合する工程と、
前記III族窒化物トランジスタのドレインおよび前記パッケージ支持面に第２の導電性クリップを結合する工程トを備え、
前記第１および第２の導電性クリップはそれぞれは前記高電圧半導体パッケージの表面実装用の平担部を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記各平担部が実質的に同一平面上にある請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記III族窒化物トランジスタおよびダイオードをグロブトップで封入する工程をさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の導電性クリップが銅からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記パッケージ支持面がプリント回路基板（ＰＣＢ）からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記パッケージ支持面が熱配線を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ダイオードのアノードへの第１の導電性クリップの接続工程が、コイン状コネクタ、キノコ状コネクタ、くぎ頭状、ねじ頭状およびストレートコネクタよりなる群から選択したコネクタによるものである請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ダイオードがショットキーダイオードである請求項１２に記載の方法
【請求項２０】
前記III族窒化物トランジスタがGaN ＦＥＴである請求項１２に記載の方法。
【請求項１】
パッケージ支持面と、
ゲート、ソース、およびドレインを有し、前記パッケージ支持面に取り付けたIII族窒化物トランジスタと、
アノードおよびカソードを有し、該カソードを前記ソースに機械的かつ電気的に結合するように前記III族窒化物トランジスタにスタックしたダイオードと、
前記III族窒化物トランジスタのゲート、ダイオードのアノードおよびパッケージ支持面に結合した第１の導電性クリップと、
前記III族窒化物トランジスタのドレインおよびパッケージ支持面に結合した第２の導電性クリップとを備え、
前記第１および第２の導電性クリップがそれぞれ高電圧半導体パッケージの表面実装用の平担部を有することを特徴とするワイヤーボンディングの無い表面実装性高電圧半導体パッケージ。
【請求項２】
前記各平担部が実質的に同一平面上にある請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項３】
前記III族窒化物トランジスタおよびダイオードを封入するグロブトップをさらに含む請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項４】
前記グロブトップがIII族窒化物トランジスタの上縁を越えて延在する請求項３に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項５】
前記第１の導電性クリップを前記アノードにコイン状コネクタ、キノコ状コネクタ、くぎ頭状、ねじ頭状およびストレートコネクタよりなる群から選択したコネクタによって結合する請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項６】
前記第１および第２の導電性クリップが銅からなる請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項７】
前記パッケージ支持面がプリント回路基板（ＰＣＢ）からなる請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項８】
前記パッケージ支持面が熱配線を含む請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項９】
前記ダイオードがショットキーダイオードである請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項１０】
前記III族窒化物トランジスタがGaN ＦＥＴである請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項１１】
前記III族窒化物トランジスタがGaN ＨＥＭＴである請求項１に記載の高電圧半導体パッケージ。
【請求項１２】
ワイヤーボンディングの無い表面実装性高電圧半導体パッケージを製造する方法であって、
パッケージの支持面にゲート、ソースおよびドレインを有するIII族窒化物トランジスタを取り付ける工程と、
前記III族窒化物トランジスタのソース上にカソードおよびアノードを有するダイオードをスタックする工程と、
前記III族窒化物トランジスタのゲート、前記ダイオードのアノードおよび前記パッケージ支持面に第１の導電性クリップを結合する工程と、
前記III族窒化物トランジスタのドレインおよび前記パッケージ支持面に第２の導電性クリップを結合する工程トを備え、
前記第１および第２の導電性クリップはそれぞれは前記高電圧半導体パッケージの表面実装用の平担部を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記各平担部が実質的に同一平面上にある請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記III族窒化物トランジスタおよびダイオードをグロブトップで封入する工程をさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の導電性クリップが銅からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記パッケージ支持面がプリント回路基板（ＰＣＢ）からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記パッケージ支持面が熱配線を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ダイオードのアノードへの第１の導電性クリップの接続工程が、コイン状コネクタ、キノコ状コネクタ、くぎ頭状、ねじ頭状およびストレートコネクタよりなる群から選択したコネクタによるものである請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ダイオードがショットキーダイオードである請求項１２に記載の方法
【請求項２０】
前記III族窒化物トランジスタがGaN ＦＥＴである請求項１２に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図２Ｊ】
【図２Ｋ】
【図２Ｌ】
【図３】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図２Ｊ】
【図２Ｋ】
【図２Ｌ】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３５１０１（Ｐ２０１２−２３５１０１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−９４１５０（Ｐ２０１２−９４１５０）
【出願日】平成２４年４月１７日（２０１２．４．１７）
【出願人】（５９７１６１１１５）インターナショナル レクティフィアー コーポレイション (71)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９４１５０（Ｐ２０１２−９４１５０）
【出願日】平成２４年４月１７日（２０１２．４．１７）
【出願人】（５９７１６１１１５）インターナショナル レクティフィアー コーポレイション (71)
【Ｆターム（参考）】
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