半导体器件及其制造方法 本发明涉及一种在工作时会产生热量的半导体器件。
为使诸如砷化镓功率场效应晶体管(FET)芯片等半导体器件能获得大输出，要加宽其栅极宽度，这将伴随着芯片尺寸的增大，以及当此器件工作时产生热量的增加，如此使得很有必要有效地释放工作时产生的热量。
由于此需求，过去，在如图4所示的砷化镓电源场效应晶体管芯片1中，砷化镓芯片1的砷化镓基片4的厚度制的很薄，一镀金层5被加在砷化镓基片4的底表面上，对该镀金层5施加的锡化金横式材料3是用来使砷化镓场效应晶体管芯片固定于一管壳2中。通过调整如图4所示的此种结构，有可能得到良好的热量释放效果，并降低热阻。
但对于如图4所示的结构，由于芯片1和管壳2之间的连接面积很大，所以在锡化金横式材料3中有出现大量空隙6的可能性。
在图4中，出现空隙6的位置聚集在生热区7中时，空隙6的存在会使热量从芯片1释放变得更难，这就引起了在空隙6位置上温度局部上升，高于其它区域的温度，结果导致该芯片性能变差，芯片阻值下降直至损坏。
由于此原因，日本未审定专利申请公开号H3-82145中披露了抑制此种空隙出现的技术。上述日本未审定专利申请公开号H3-82145中公开技术的问题在于：尽管有可能将空隙分裂成更细小的部分，但不可避免在紧挨着芯片表面生热区之下的焊接层中出现空隙，因此不可能改善热量从芯片的散发。
介于上述问题，本发明的目的是提供一种半导体器件，其可防止在紧挨着芯片生热区之下出现空隙。
为达到上述目的，根据本发明所述的半导体器件包含一管壳，其上固定着一半导体芯片，该芯片包括设有工作电路的一半导体基片；其中所说的半导体芯片是通过粘附于所说半导体芯片底表面上的粘结材料，与所说的管壳相连的；其中至少有一个空隙聚集区设在从与所说管壳相反的所说半导体芯片的一表面、以及与所说半导体芯片相反的所说管壳的一表面中选出的至少一个表面上，并且所说的空隙聚集区包含一凹进部分，且是设于避开所说半导体芯片的接触表面上的生热区的区域中，当所说半导体芯片与所说管壳以一定压力接触时，所说空隙聚集区捕获从所说管壳和所说芯片之间的粘结材料中除去的存在于所说半导体芯片接触表面的所说生热区中的空隙。
本发明中，一半导体器件还含有一芯片和一空隙聚集区，该芯片有一工作时会生热的元件，其底表面与管壳是通过粘结材料相连，空隙聚集区是一凹进部分设在避开芯片生热区的位置上，如此当向下的压力施于芯片上时，从管壳和芯片生热区之间的粘结材料中释出的空隙在避开芯片生热区的区域被捕获。
与上述芯片生热区相反的底表面有一突出部分，此突出部分的表面是形成一平坦部分，其从芯片的底表面向外突出，因此将存在于芯片生热区中的空隙压出，且被在其和管壳之间及此区外部的空间所捕获。
空隙聚集区的设置是以避开芯片的生热区但位于生热区相邻的区域为宜。
空隙聚集区设于避开芯片的生热区的位置上，该芯片被向下压向管壳，结果空隙被压出至芯片生热区以外的区域，此空隙被空隙聚集区捕获。
由丁此原因，空隙被压出至芯片生热区以外的位置，使得能防止其暴露于由于芯片生热区的热量所引起的局部高温。
图1(a)是显示本发明第一种实施例的平面图，图1(b)是沿图1(a)A-A线的剖面图，图1(c)是该基片底表面的平面图。
图2(a)是显示本发明第二种实施例的平面图，图2(b)是沿图2(a)B-B线的剖面图，图2(c)是该基片底表面的平面图。
图3是显示本发明第三种实施例的剖面图。
图4(a)是已有技术的平面图，图4(b)是沿图4(a)C-C线的剖面图。
下面将参照有关附图描述本发明的实施例。
本发明的第一种实施例如图1所示，图1(a)是其平面图，图1(b)是沿图1(a)A-A线的剖面图。
在图1中，砷化镓场效应晶体管(FET)芯片1的砷化镓基片4是制成35μm厚，以便降低其热阻，在此砷化镓基片4上形成一砷化镓功率场效应晶体管，热量是在形成此砷化镓功率场效应晶体管的区域中产生的，这就成为生热区7。
在本发明的第一种实施例中，凹进部分4a是设于砷化镓基片4的底表面上，在离开生热区7的另一面的位置上。
凹进部分4a是设于避开基片4的生热区7且与生热区7相邻的区域中。凹进部分4a是通过干刻蚀基片4的底表面形成条状制得的，其形成槽状，深5μm，宽5μm。
此外，与生热区7相反的基片底表面上凹进部分4a相邻，有一突出部分4b，其形成突出平坦表面，相对凹进部分4a向外突出。
另外，为强化砷化镓基片4，将镀金层5施于基片4的底表面上。此镀金层5以凹进/突出形状放置，以便与基片4底表面的凹进部分4a和突出部分4b的形状相吻合。所以，在基片4的底表面的突出部分4b的区域中，镀金层5以平坦表面形式向下突出，在凹进部分4a的区域中，镀金层5缩进呈低凹部分，以致生成设有空隙聚集区5a的结构，该空隙聚集区5a是在凹进部分4a上的一低凹形状的镀金层5。
在本发明的第一种实施例中，划线后，采用锡化金横式材料3将砷化镓场效应晶体管芯片1与铜管壳2焊接。在此处，管壳2是加热到320℃。
因为砷化镓场效应晶体管芯片1的基片4底表面的表面积很大，当将横式材料3附着在砷化镓场效应晶体管芯片1上时，存在着锡化金横式材料3中出现空隙6的可能性。
在本发明的第一种实施例中，当将砷化镓场效应晶体管芯片1压向管壳2时，由于相对基片4生热区7向下突出的突出部分4b，在置于突出部分4b和管壳2之间的锡化金横式材料3中的空隙6被压向左和压向右，以致使它们移动至空隙聚集区5的一侧，结果空隙6被移出在突出部分4b和管壳2之间的锡化金横式材料3。
由于突出部分4b上的压力移出锡化金横式材料3的空隙6被向下压出砷化镓场效应晶体管芯片1的区域，或被相邻的空隙聚集区5a所捕获。
因此，空隙6被移出对应于与基片4生热区相对的区域，被设于避开生热区7的位置上的空隙聚集区5a所捕获，如此即使当芯片1工作时，生热区7产生热量，因生热区7中无空隙存在，所以没有由于空隙6存在而在芯片1上引起的局部高温。
因为捕获空隙6的空隙聚集区5a的设置是避开生热区7的位置，即使其捕获空隙，也没有由于空隙6存在而在芯片1上而引起的局部高温。
由于上述方式，调节砷化镓场效应晶体管芯片1的表面温度使之基本均匀是可能的。
在过去的半导体器件中，例如直流偏置功率在40瓦级的功率砷化镓场效应晶体管，在锡化金横式材料3中存在有空隙6的情形下，该部位上的芯片温度比芯片其它部位的温度高约10℃。
与上述情形相反，在根据本发明的第一种实施例的一种半导体器件中，空隙可从芯片1的生热区7压至其非生热区，因此空隙6不会存在于生热区7上，结果是抑制了在生热区7芯片表面上约10℃的温升，使芯片表面温度比过去的要下降10℃。
所以，在本发明的第一种实施例中，在芯片1的生热区中，热量均匀扩散，没有局部高温的部位，有可能防止性能变差，阻值降低受损，其还有可能获得长的寿命。
图2显示了本发明的第二种实施例，图2(a)显示了平面图，图2(b)是沿图2(a)B-B线的剖面图。
在本发明的第一种实施例中，空隙聚集区5a是设在芯片1的沿生热区7的竖向上(图中的上下方向)，而在本发明的第二种实施例中，它是设在芯片1的横向上(图中的左右方向)。
凹进部分4a是设在避开基片4的生热区7且与生热区7相邻的区域中。凹进部分4a是通过干刻蚀基片4的底表面形成条状制得的，其形成槽状，深5μm，宽5μm。
此外，与生热区7相反的基片底表面上凹进部分4a相邻，有一突出部分4b，其形成突出的平坦表面，相对于凹进部分4a向外突出。
在此第二种实施例中，空隙6被移出芯片1的生热区7，并被设于避开生热区7且与之相邻的位置上的空隙聚集区5a所捕获，如此获得与第一种实施例相同的效果。
图3显示了本发明的第三种实施例，是其剖面图。
凹进部分4a是在与管壳2相对的所述半导体芯片1的底表面上形成的，凹进部分9a是在与所述半导体芯片1相对的管壳2的表面上形成的。
在此第三种实施例中，空隙6也被移出芯片1的生热区7，并被设于避开生热区7且与之相邻的位置上的空隙聚集区5a所捕获，如此获得与第一种实施例相同的效果。
尽管在上述的每个实施例中，空隙聚集区5a的剖面形状是长方形，但是设定的形状并不限于此，它有可能是任何其它形状，只要它是可捕获空隙6的形状。
此外，尽管空隙聚集区5a是条状，但可使用任何形状，只要它设于避开生热区7的位置上。
如上所述，本发明的半导体器件是这样一种半导体器件，其包含一管壳，在管壳上固定有包括一半导体基片的一半导体芯片，半导体基片设有工作电路，其特征在于所说的半导体芯片是通过粘于所说半导体芯片的底表面上的粘结材料与所说的管壳相连的；其特征还在于至少一个空隙聚集区是设在从与所说管壳相对的所说半导体芯片的一表面和与所说半导体芯片相对的所说管壳的一表面中选出的至少一个表面上，并且所说的空隙聚集区包含一凹进部分，且是设于避开所说芯片接触表面上的生热区的区域，当所说半导体芯片是与所说管壳以一定压力接触时，所说空隙聚集区捕获从所说管壳和所说芯片之间的粘结材料中除去的存在于所说半导体芯片接触表面的所说生热区中的空隙。
根据有以上详述结构的本发明，在芯片和管壳之间出现的空隙被压至避开芯片生热区的位置中，使得防止由于生热区存在空隙引起的局部高温，这就防止了导致性能变差和受损的阻值降低，可获得长寿命。
此外，由于芯片生热区无空隙，有可能改进芯片和管壳的紧密接触，因而改进了其散热的效率。