[發明專利]一種半導體器件的散熱結構及半導體器件

有效

• 申請號: 201710670923.1
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107316852B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 吳傳佳;裴軼
• 申請（專利權）人: 蘇州能訊高能半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/46
• 分類號: H01L23/46
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明實施例公開了一種半導體器件的散熱結構及半導體器件，涉及半導體技術領域，其中，所述半導體器件的散熱結構包括：靠近所述半導體器件一側的散熱結構的上表面以及遠離所述半導體器件一側的散熱結構的下表面，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設置；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。采用上述技術方案，由于散熱通道的入口與第一散熱窗口對應，入口的第一斷面面積大于第二斷面面積，保證經入口流入的導熱介質在第二斷面處具有較大的流速，保證半導體器件熱量快速散出，保證半導體器件正常的輸出功率。

技術領域

本發明實施例涉及半導體技術領域，尤其涉及一種半導體器件的散熱結構及半導體器件。

背景技術

隨著GaN器件技術的成熟，GaN器件的高功率密度的優點更清晰地展現了出來，工業界逐漸開始量產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。據測量，GaN器件的熱量分布主要集中在器件的肖特基結附近，其可源源不斷地產生熱量，而當熱量不能被有效地耗散時，就會使肖特基結溫度升高，從而降低器件的功率輸出與射頻性能。

傳統的熱管理技術以遠程冷卻為代表，如減薄襯底，增加金屬熱沉等等。該技術的散熱性能十分有限，限制了GaN器件可輸出的功率，使其遠低于當GaN器件被充分冷卻時所能輸出的功率，沒有充分發揮GaN器件的潛能，降低了GaN器件的工作壽命。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種半導體器件的散熱結構及半導體器件，以解決現有技術中半導體器件冷卻效果差、半導體器件的輸出功率低的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種半導體器件的散熱結構，包括：

靠近所述半導體器件一側的所述散熱結構的上表面以及遠離所述半導體器件一側的所述散熱結構的下表面，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設置；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構的下表面，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構的下表面。

可選的，所述開口的截面形狀為八字形。

可選的，所述散熱結構的上表面、下表面和所述散熱通道的材料為不銹鋼或者硅。

第二方面，本發明實施例還提供了一種半導體器件，基于第一方面所述的半導體器件的散熱結構，所述半導體器件與所述散熱結構相連，所述半導體器件包括：

位于所述散熱結構的上表面一側的襯底，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；

位于所述散熱腔內的熱傳導層；

位于所述襯底上的成核層；

位于所述成核層上遠離所述襯底一側的緩沖層；

位于所述緩沖層上遠離所述襯底一側的溝道層；

位于所述溝道層上遠離所述襯底一側的勢壘層，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離所述溝道層一側的源極、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。

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。