本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù):
隨著gan器件技術(shù)的成熟,gan器件的高功率密度的優(yōu)點更清晰地展現(xiàn)了出來,工業(yè)界逐漸開始量產(chǎn)gan器件。然而,隨著集成電路的集成度的增加,對于gan器件的散熱提出了更高的要求。據(jù)測量,gan器件的熱量分布主要集中在器件的肖特基結(jié)附近,其可源源不斷地產(chǎn)生熱量,而當(dāng)熱量不能被有效地耗散時,就會使肖特基結(jié)溫度升高,從而降低器件的功率輸出與射頻性能。
傳統(tǒng)的熱管理技術(shù)以遠(yuǎn)程冷卻為代表,如減薄襯底,增加金屬熱沉等等。該技術(shù)的散熱性能十分有限,限制了gan器件可輸出的功率,使其遠(yuǎn)低于當(dāng)gan器件被充分冷卻時所能輸出的功率,沒有充分發(fā)揮gan器件的潛能,降低了gan器件的工作壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明實施例提供一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件,以解決現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件冷卻效果差、半導(dǎo)體器件的輸出功率低的技術(shù)問題。
第一方面,本發(fā)明實施例提供了一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu),包括:
靠近所述半導(dǎo)體器件一側(cè)的所述散熱結(jié)構(gòu)的上表面以及遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體器件一側(cè)的所述散熱結(jié)構(gòu)的下表面,所述上表面形成有第一散熱窗口;
至少一個散熱通道,所述散熱通道包括入口和出口,所述入口與所述第一散熱窗口對應(yīng)設(shè)置;所述入口包括第一斷面和第二斷面,其中,所述第一斷面的開口面積大于所述第二斷面的開口面積。
可選的,所述第一斷面位于所述散熱結(jié)構(gòu)的下表面,所述第二斷面靠近所述第一散熱窗口。
可選的,所述出口位于所述散熱結(jié)構(gòu)的下表面。
可選的,所述開口的截面形狀為八字形。
可選的,所述散熱結(jié)構(gòu)的上表面、下表面和所述散熱通道的材料為不銹鋼或者硅。
第二方面,本發(fā)明實施例還提供了一種半導(dǎo)體器件,基于第一方面所述的半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu),所述半導(dǎo)體器件與所述散熱結(jié)構(gòu)相連,所述半導(dǎo)體器件包括:
位于所述散熱結(jié)構(gòu)的上表面一側(cè)的襯底,所述襯底上形成有第二散熱窗口,所述第二散熱窗口在所述襯底所在平面上的垂直投影與所述第一散熱窗口在所述襯底所在平面上的垂直投影存在交疊區(qū)域;所述第二散熱窗口和所述第一散熱窗口形成散熱腔;
位于所述散熱腔內(nèi)的熱傳導(dǎo)層;
位于所述襯底上的成核層;
位于所述成核層上遠(yuǎn)離所述襯底一側(cè)的緩沖層;
位于所述緩沖層上遠(yuǎn)離所述襯底一側(cè)的溝道層;
位于所述溝道層上遠(yuǎn)離所述襯底一側(cè)的勢壘層,所述溝道層與所述勢壘層的界面處形成有二維電子氣;
位于所述勢壘層上遠(yuǎn)離所述溝道層一側(cè)的源極、柵極和漏極,所述柵極與所述勢壘層肖特基接觸,形成肖特基結(jié)。
可選的,所述第二散熱窗口的深度小于或者等于所述襯底的厚度。
可選的,所述成核層上形成有第三散熱窗口,所述第三散熱窗口在所述襯底所述平面上的垂直投影與所述第二散熱窗口在所述襯底所在平面上的垂直投影存在交疊區(qū)域,所述第三散熱窗口、第二散熱窗口以及第一散熱窗口形成散熱腔。
可選的,所述第三散熱窗口靠近所述緩沖層一側(cè)的表面截止于所述成核層中,或者位于所述成核層與所述緩沖層的界面處。
可選的,所述肖特基結(jié)在所述熱傳導(dǎo)層所在平面上的垂直投影與所述熱傳導(dǎo)層重疊。
可選的,所述第二散熱窗口在所述襯底所述平面上的垂直投影與所述第一散熱窗口在所述襯底所在平面上的垂直投影完全重疊,所述第三散熱窗口在所述襯底所在平面上的垂直投影與所述第二散熱窗口在所述襯底所在平面上的垂直投影完全重疊。
可選的,所述熱傳導(dǎo)層的材料包括金剛石、石墨烯以及氮化硼中的至少一種。
本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件,通過在靠近半導(dǎo)體一側(cè)的上表面上形成第一散熱窗口,散熱通道的入口與第一散熱窗口對應(yīng)設(shè)置,同時入口的第一斷面的面積大于入口的第二斷面的面積,保證經(jīng)入口流入的導(dǎo)熱介質(zhì)在第二斷面處具有較大的流出速度,保證導(dǎo)熱介質(zhì)與半導(dǎo)體器件充分接觸,半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量可以快速散出,保證半導(dǎo)體器件正常的輸出功率,提高半導(dǎo)體器件的使用壽命。
附圖說明
為了更加清楚地說明本發(fā)明示例性實施例的技術(shù)方案,下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然,所介紹的附圖只是本發(fā)明所要描述的一部分實施例的附圖,而不是全部的附圖,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖得到其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明實施例提供的又一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明實施例提供的另一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明實施例提供的又一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,以下將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,通過具體實施方式,完整地描述本發(fā)明的技術(shù)方案。顯然,所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例,而不是全部的實施例,基于本發(fā)明的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下獲得的所有其他實施例,均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖1所示,本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)可以包括:
靠近半導(dǎo)體器件10一側(cè)的散熱結(jié)構(gòu)20的上表面201和遠(yuǎn)離半導(dǎo)體器件10一側(cè)的散熱結(jié)構(gòu)20的下表面202,上表面201上形成有第一散熱窗口203;
至少一個散熱通道,散熱通道包括入口204和出口205,入口204與第一散熱窗口203對應(yīng)設(shè)置;入口204包括第一斷面2041和第二斷面2042,其中,第一斷面2041的開口面積大于第二斷面2042的開口面積。
示例性的,如圖1所示,散熱結(jié)構(gòu)20形成在半導(dǎo)體器件10的下方,散熱結(jié)構(gòu)20的上表面201靠近半導(dǎo)體器件10,散熱結(jié)構(gòu)20的下表面202遠(yuǎn)離半導(dǎo)體器件10??蛇x的,半導(dǎo)體器件10可以為包含微波集成電路的半導(dǎo)體器件,具體還可以為包含氮化鎵(gan)基高電子遷移率晶體管(highelectronmobilitytransistor,hemt)元件的射頻微波集成電路。散熱結(jié)構(gòu)20還可以包括圍繞上表面201和下表面202的側(cè)面,通過側(cè)面連接上表面201和下表面202??蛇x的,散熱結(jié)構(gòu)20的上表面201形成有第一散熱窗口203,位于散熱結(jié)構(gòu)20內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)(圖中未示出)通過第一散熱窗口203與半導(dǎo)體器件10接觸,吸收半導(dǎo)體器件10產(chǎn)生的熱量。可選的,所述導(dǎo)熱介質(zhì)可以為水或者其他導(dǎo)熱液體或者導(dǎo)熱氣體??蛇x的,第一散熱窗口203與半導(dǎo)體器件10對應(yīng)設(shè)置,通過第一散熱窗口203露出半導(dǎo)體器件10。
可選的,如圖1所示,散熱結(jié)構(gòu)20還可以包括至少一個散熱通道,散熱通道包括入口204和出口205,散熱通道可以為導(dǎo)熱介質(zhì)的循環(huán)流通通道,導(dǎo)熱介質(zhì)從入口204流入散熱結(jié)構(gòu)20中,在第一散熱窗口203對應(yīng)的位置處與半導(dǎo)體器件10接觸,吸收半導(dǎo)體器件10產(chǎn)生的熱量,然后從出口205流出散熱結(jié)構(gòu)20??蛇x的,入口204可以包括兩個斷面,第一斷面2041和第二斷面2042,導(dǎo)熱介質(zhì)從第一斷面2041流入入口204內(nèi),然后從第二斷面2042流入散熱結(jié)構(gòu)20內(nèi),第一斷面2041的開口面積可以大于第二斷面2042的開口面積,如此,從第二斷面2042流出的導(dǎo)熱介質(zhì)的流出速度可以大于從第一斷面2041流入的導(dǎo)熱介質(zhì)的流入速度,由于入口204與第一散熱窗口203對應(yīng)設(shè)置,如此,導(dǎo)熱介質(zhì)將第二斷面2042流出后,可以快速與半導(dǎo)體器件10發(fā)生熱交換,快速吸收半導(dǎo)體器件10產(chǎn)生的熱量,保證半導(dǎo)體器件10可以正常散熱,保證半導(dǎo)體器件10的正常輸出功率以及提高半導(dǎo)體器件10的使用壽命。
可選的,如圖1所示,入口204的第一斷面2041可以位于散熱結(jié)構(gòu)20的下表面202上,第二斷面2042靠近第一散熱窗口203,如此,從第二斷面2042流出的導(dǎo)熱介質(zhì)可以直接吸收半導(dǎo)體器件10產(chǎn)生的熱量??蛇x的,如圖1所示,出口205可以位于散熱結(jié)構(gòu)20的下表面202上,導(dǎo)熱介質(zhì)從入口204的第一斷面2041流入入口204內(nèi),在靠近第一散熱窗口203的位置處從第二斷面2042處流出,經(jīng)與半導(dǎo)體器件10發(fā)生熱量交換后再從位于下表面202上的出口流出散熱結(jié)構(gòu)20,保證導(dǎo)熱介質(zhì)的快速循環(huán)流通。
可選的,如圖1所示,散熱結(jié)構(gòu)20可以包括多個出口205,圖1以散熱結(jié)構(gòu)20包括兩個出口205為例進(jìn)行說明。一個入口204和兩個出口205構(gòu)成兩個散熱通道,可選的,入口204可以位于散熱結(jié)構(gòu)20的下表面202的中間位置,兩個出口205可以分別位于下表面202的兩個邊緣位置,通過從入口204流入導(dǎo)熱介質(zhì),從兩個出口205分別流出導(dǎo)熱介質(zhì),形成兩個導(dǎo)熱通道,保證半導(dǎo)體器件10可以充分進(jìn)行散熱。
可選的,圖2是本發(fā)明實施例提供的又一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2所示的散熱結(jié)構(gòu)與圖1所示的散熱結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于包括至少兩個入口204和一個出口205,圖2僅以包括兩個入口為例進(jìn)行說明。如圖2所示,兩個入口204可以分別位于散熱結(jié)構(gòu)20的下表面202的邊緣位置,出口205可以位于下表面202的中間位置,通過分別從兩個入口204流入導(dǎo)熱介質(zhì),從出口205流出導(dǎo)熱介質(zhì),形成兩個導(dǎo)熱通道,保證半導(dǎo)體器件10可以充分進(jìn)行散熱。需要說明的是,本發(fā)明實施例對入口204和出口205的個數(shù)和位置不進(jìn)行限定,只需形成至少一個散熱通道即可,同時保證入口204與第一散熱窗口203對應(yīng)設(shè)置,入口204的第一斷面2041的開口面積大于第二斷面2042的開口面積,保證導(dǎo)熱介質(zhì)可以以較大流速流經(jīng)半導(dǎo)體器件10,保證半導(dǎo)體器件10快速散熱。
可選的,散熱通道的入口204可以與導(dǎo)熱介質(zhì)供給裝置連接(圖中未示出),導(dǎo)熱供給裝置向入口204內(nèi)輸出導(dǎo)熱介質(zhì)。散熱通道的出口205可以與導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置連接(圖中未示出),導(dǎo)熱介質(zhì)通過出口205向?qū)峤橘|(zhì)回收裝置輸出已經(jīng)和半導(dǎo)體器件10發(fā)生熱量交換的導(dǎo)熱介質(zhì)。
可選的,如圖1或者圖2所示,入口204的截面形狀可以為八字形,第一斷面2041對應(yīng)所述八字形開口的下端,第二斷面2042對應(yīng)所述八字形開口的上端,保證第一斷面2041的開口面積大于第二斷面2042的開口面積。
可選的,圖3是本發(fā)明實施例提供的另一種半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖3所示,入口204的截面形狀還可以如圖3所示,圖3所述的入口204的形狀并非從第一斷面2041向第二斷面2042逐漸變窄,而是存在至少一個變化臺階,保證第一斷面2041的開口面積大于第二斷面2042的開口面積。
可選的,散熱結(jié)構(gòu)20的上表面202、下表面202和散熱通道的材料為不銹鋼或者硅。
綜上,本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu),通過在靠近半導(dǎo)體一側(cè)的上表面上形成第一散熱窗口,散熱通道的入口與第一散熱窗口對應(yīng)設(shè)置,同時入口的第一斷面的面積大于入口的第二斷面的面積,保證經(jīng)入口流入的導(dǎo)熱介質(zhì)在第二斷面處具有較大的流出速度,保證導(dǎo)熱介質(zhì)與半導(dǎo)體器件充分接觸,導(dǎo)熱介質(zhì)可以與半導(dǎo)體器件充分進(jìn)行熱量交換,半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量可以快速散出,保證半導(dǎo)體器件正常的輸出功率,提高半導(dǎo)體器件的使用壽命。
可選的,圖4是本發(fā)明實施例提供的一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖,本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件可以基于上述實施例所述的半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu),具體的,本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件可以包括:
位于散熱結(jié)構(gòu)20的上表面201一側(cè)的襯底101,襯底101上形成有第二散熱窗口102,第二散熱窗口102在襯底101所在平面上的垂直投影與第一散熱窗口203在襯底101所在平面上的垂直投影存在交疊區(qū)域;第二散熱窗口102和第一散熱窗口203形成散熱腔103;
位于散熱腔103內(nèi)的熱傳導(dǎo)層104;
位于襯底101上的成核層105;
位于成核層105上遠(yuǎn)離襯底101一側(cè)的緩沖層106;
位于緩沖層106上遠(yuǎn)離襯底101一側(cè)的溝道層107;
位于溝道層107上遠(yuǎn)離襯底101一側(cè)的勢壘層108,溝道層107與勢壘層108的界面處形成有二維電子氣;
位于勢壘層108上遠(yuǎn)離溝道層107一側(cè)的源極109、柵極110和漏極111,柵極110與勢壘層108肖特基接觸,形成肖特基結(jié)112。
示例性的,如圖4所示,半導(dǎo)體器件10可以包括位于散熱結(jié)構(gòu)20的上表面201一側(cè)的襯底101,襯底101的材料可以為硅、碳化硅或者藍(lán)寶石,還可以是其他材料。襯底101上形成有第二散熱窗口102,第二散熱窗口102與第一散熱窗口203對應(yīng)設(shè)置,具體為第二散熱窗口102在襯底101所在平面上的垂直投影與第一散熱窗口203在襯底101所在平面上的垂直投影存在交疊區(qū)域,可選的,可以是第二散熱窗口102在襯底101所在平面上的垂直投影與第一散熱窗口203在襯底101所在平面上的垂直投影完全重疊,如圖4所示??蛇x的,繼續(xù)參考圖4,第二散熱窗口102的深度可以小于或者等于襯底101的厚度,即第二散熱窗口102靠近成核層105一側(cè)的表面可以截止于襯底101中,或者位于襯底101與成核層105的界面處??蛇x的,襯底101的厚度可以為100μm-1000μm,第二散熱窗口102的深度小于或者等于襯底101的厚度即可。需要說明的是,圖4僅以第二散熱窗口102的深度等于襯底101的厚度為例進(jìn)行說明??蛇x的,第一散熱窗口203和第二散熱窗口102共同形成散熱腔103,散熱結(jié)構(gòu)20中的導(dǎo)熱介質(zhì)在散熱腔103內(nèi)與半導(dǎo)體器件10發(fā)生熱量交換,吸收半導(dǎo)體器件10工作過程中產(chǎn)生的熱量??蛇x的,當(dāng)?shù)诙岽翱?02在襯底101所在平面上的垂直投影與第一散熱窗口203在襯底101所在平面上的垂直投影完全重疊時,散熱腔103具有較大的面積,保證導(dǎo)熱介質(zhì)可以與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)10充分進(jìn)行熱量交換,保證半導(dǎo)體器件10的熱量可以及時散出。
可選的,熱傳導(dǎo)層104位于散熱腔103內(nèi)。如圖4所示,在成核層105上靠近襯底101的一側(cè)形成有熱傳導(dǎo)層104,熱傳導(dǎo)層104位于散熱腔103內(nèi),用于傳導(dǎo)半導(dǎo)體器件10產(chǎn)生的熱量,散熱結(jié)構(gòu)20內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)在散熱腔103內(nèi)通過與熱傳導(dǎo)層104發(fā)生熱量交換,吸收半導(dǎo)體器件10產(chǎn)生的熱量??蛇x的,熱傳導(dǎo)層104的表面積可以盡可能的大,保證發(fā)生熱量交換的面積較大,例如,熱傳導(dǎo)層104在襯底101所在平面上的垂直投影可以與散熱腔103在襯底101所在平面上的垂直投影完全重合,保證熱傳導(dǎo)層104可以完全形成在散熱腔103中,保證半導(dǎo)體器件10產(chǎn)生的熱量可以快速散出??蛇x的,熱傳導(dǎo)層104的材料可以為金剛石、石墨烯以及氮化硼中的至少一種。
可選的,如圖4所示,半導(dǎo)體器件10還可以包括位于襯底101上的成核層105,成核層105的材料可以為氮化物,具體可以為gan或aln或其他氮化物。
可選的,如圖4所述,半導(dǎo)體器件10還可以包括位于成核層105上的緩沖層106,緩沖層106的材料可以為氮化物,具體可以為gan或aln或其他氮化物,成核層105和緩沖層106可以用于匹配襯底101的材料和外延溝道層107。
可選的,如圖4所述,半導(dǎo)體器件10還可以包括位于緩沖層106上的溝道層107,溝道層107的材料可以為gan或者其他半導(dǎo)體材料,例如inaln,這里可以為gan。
可選的,如圖4所示,半導(dǎo)體器件10還可以包括位于溝道層107上遠(yuǎn)離襯底101一側(cè)的勢壘層108,溝道層107與勢壘層108的界面處形成有二維電子氣,勢壘層108的材料可以為algan或其他半導(dǎo)體材料,例如inaln,這里可以為algan。可選的,溝道層107和勢壘層108組成半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),在溝道層107和勢壘層108的界面處形成高濃度二維電子氣,并且在溝道層107的異質(zhì)結(jié)界面處產(chǎn)生導(dǎo)電溝道。
可選的,如圖4所示,半導(dǎo)體器件10還可以包括位于勢壘層108上遠(yuǎn)離溝道層107一側(cè)的源極109、柵極110和漏極111,源極109和漏極111位于勢壘層108的兩端,柵極110位于源極109和漏極111之間??蛇x的,源極109、漏極111的材質(zhì)可以為ni、ti、al、au等金屬中的一種或多種的組合,源極109、漏極111與勢壘層108歐姆接觸;柵極110的材質(zhì)可以為ni、pt、pb、au等金屬中的一種或多種的組合,柵極110與勢壘層108肖特基接觸,形成肖特基結(jié)112??蛇x的,半導(dǎo)體器件10的熱量主要集中在肖特基結(jié)112附件,肖特基結(jié)112產(chǎn)生的熱量可以通過熱傳導(dǎo)層104傳導(dǎo)至散熱腔103位置處,通過在散熱腔103位置處與導(dǎo)熱介質(zhì)發(fā)生熱量交換,吸收肖特基結(jié)112產(chǎn)生的熱量,保證半導(dǎo)體器件10可以進(jìn)行散熱,保證半導(dǎo)體器件10的正常工作。可選的,肖特基結(jié)112可以與熱傳導(dǎo)層104對應(yīng)設(shè)置,具體可以為肖特基結(jié)112在熱傳導(dǎo)層104所在平面上的垂直投影與熱傳導(dǎo)層104重疊,保證肖特基結(jié)112產(chǎn)生的熱量可以直接經(jīng)熱傳導(dǎo)層104傳導(dǎo)出去,保證半導(dǎo)體器件10不會因為溫度過高引起輸出功率下降,保證半導(dǎo)體器件10的正常工作。
綜上,本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件,基于本發(fā)明上述實施例所述的半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu),通過在半導(dǎo)體器件的襯底上形成第二散熱窗口,第二散熱窗口與散熱結(jié)構(gòu)中的第一散熱窗口對應(yīng)設(shè)置,共同形成散熱腔,經(jīng)過散熱結(jié)構(gòu)的散熱通道流入的導(dǎo)熱介質(zhì)在散熱腔內(nèi)與熱傳導(dǎo)層發(fā)生熱量交換,將半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至導(dǎo)熱介質(zhì)中,保證導(dǎo)熱介質(zhì)與半導(dǎo)體器件充分接觸,導(dǎo)熱介質(zhì)可以與半導(dǎo)體器件充分進(jìn)行熱量交換,半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量可以快速散出,保證半導(dǎo)體器件正常的輸出功率。
可選的,圖5是本發(fā)明實施例提供的又一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖,圖5所示的半導(dǎo)體器件在上述實施例所述的半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),具體為圖5所述的半導(dǎo)體器件在成核層上形成有第三窗口,請參考圖5:
成核層105上形成有第三散熱窗口113,第三散熱窗口113與第二散熱窗口102對應(yīng)設(shè)置,具體可以為第三散熱窗口113在襯底101所在平面上的垂直投影與第二散熱窗口102在襯底101所在平面上的垂直投影存在交疊區(qū)域。可選的,第三散熱窗口113靠近緩沖層106一側(cè)的表面截止于成核層105中,或者位于成核層105與緩沖層106的界面處,保證第三散熱窗口113的深度小于或者等于成核層105的厚度,圖5僅以第三散熱窗口113的深度等于成核層105的厚度為例進(jìn)行示例性說明。具體的,現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件的制備過程中,會先在襯底101上沉積一層低溫成核層105,緊接著低溫生長的成核層105,成核層105中晶體缺陷較多,通常還含有立方和六方等混合晶系,因此其導(dǎo)熱率較差,不能將肖特基結(jié)112處發(fā)出的熱量完全傳導(dǎo)至導(dǎo)熱層104,因此在成核層105上形成第三散熱窗口113,第三散熱窗口113與第二散熱窗口102和第一散熱窗口203共同形成散熱腔103,熱傳導(dǎo)層104位于散熱腔103內(nèi),直接與勢壘層108接觸,保證肖特基結(jié)111產(chǎn)生的熱量可以傳導(dǎo)至熱傳導(dǎo)層104,進(jìn)而與導(dǎo)熱介質(zhì)發(fā)生熱量交換,保證肖特基結(jié)112產(chǎn)生的熱量可以及時導(dǎo)出半導(dǎo)體器件10。
可選的,可以是第三散熱窗口113在襯底101所在平面上的垂直投影與第二散熱窗口102在襯底101所在平面上的垂直投影完全重疊,如圖5所示。第三散熱窗口113、第二散熱窗口102以及第一散熱窗口203共同形成散熱腔103,散熱結(jié)構(gòu)20中的導(dǎo)熱介質(zhì)在散熱腔103內(nèi)與半導(dǎo)體器件10發(fā)生熱量交換,吸收半導(dǎo)體器件10工作過程中產(chǎn)生的熱量??蛇x的,當(dāng)?shù)谌岽翱?13在襯底101所在平面上的垂直投影與第二散熱窗口102在襯底101所在平面上的垂直投影完全重疊時,散熱腔203具有較大的面積,保證導(dǎo)熱介質(zhì)可以與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)10充分進(jìn)行熱量交換,保證半導(dǎo)體器件10的熱量可以及時散出。
綜上,本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件,通過在成核層上形成第三散熱窗口,在襯底上形成第二散熱窗口,第三散熱窗口、第二散熱窗口與散熱結(jié)構(gòu)中的第一散熱窗口對應(yīng)設(shè)置,共同形成散熱腔,導(dǎo)熱介質(zhì)在散熱腔內(nèi)與熱傳導(dǎo)層發(fā)生熱量交換,將半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至導(dǎo)熱介質(zhì)中,保證導(dǎo)熱介質(zhì)與半導(dǎo)體器件充分接觸,導(dǎo)熱介質(zhì)可以與半導(dǎo)體器件充分進(jìn)行熱量交換,半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量可以快速散出,保證半導(dǎo)體器件正常的輸出功率。
注意,上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解,本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例,對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整、相互結(jié)合和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,雖然通過以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明,但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下,還可以包括更多其他等效實施例,而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。