[發明專利]散熱集成半導體晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 202010163797.2
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111430242B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉杰;谷昊周;程知群;劉艷;董志華;嚴麗平;周濤;劉國華;李世琦
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L23/373;H01L23/367
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王欣

1.一種散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，包括步驟：

在半導體襯底的正面沉積電極層，形成半導體晶體管；

對半導體晶體管的表面進行預處理，以增加半導體晶體管表面的形核密度；

在半導體晶體管的表面沉積納米級金剛石層；

在納米級金剛石層的表面沉積微米級金剛石層，形成散熱集成半導體晶體管。

2.根據權利要求1所述的散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，所述半導體晶體管的表面包括正面和背面，則具體包括步驟：

步驟S00，在半導體襯底的正面沉積電極層，形成半導體晶體管；

步驟S10，對半導體晶體管的背面進行預處理，以增加半導體晶體管背面的形核密度；

步驟S20，在半導體晶體管的背面沉積納米級金剛石層；

步驟S30，對半導體晶體管的正面進行預處理，以增加半導體晶體管正面的形核密度；

步驟S40，在半導體晶體管的正面沉積納米級金剛石層，其中納米級金剛石層覆蓋電極層；

步驟S50，在半導體晶體管背面的納米級金剛石層表面沉積微米級金剛石層；

步驟S60，在半導體晶體管正面的納米級金剛石層表面沉積微米級金剛石層；

步驟S70，對半導體晶體管正面的微米級金剛石層和納米級金剛石層進行光刻，露出電極，形成散熱集成半導體晶體管，

其中，半導體晶體管的正面與半導體襯底的正面相對，半導體晶體管的背面與半導體襯底的正面相背。

3.根據權利要求2所述的散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，步驟S00之后且步驟S10之前還包括步驟：

對半導體晶體管的背面中部進行減薄拋光，使垂直于半導體晶體管的溝道的延伸方向，半導體襯底中部的厚度小于兩側的厚度。

4.根據權利要求3所述的散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，半導體晶體管背面各位置的納米級金剛石層的厚度一致，半導體晶體管背面各位置的微米級金剛石層的外表面平齊。

5.根據權利要求2所述的散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，步驟S50之后且步驟S60之前還包括步驟：

對半導體晶體管背面的微米級金剛石層進行研磨處理；

對半導體晶體管正面的納米級金剛石層進行研磨處理，并采用金剛石粉體進行超聲處理。

6.根據權利要求5所述的散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，步驟S60之后且步驟S70之前還包括步驟：

對半導體晶體管正面的微米級金剛石層進行研磨拋光。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，對半導體晶體管的表面進行預處理，具體包括步驟：

對半導體晶體管的表面進行研磨拋光；

采用金剛石粉體，在酒精溶液中對半導體晶體管的表面進行超聲處理。

8.根據權利要求1-6中任一項所述的散熱集成半導體晶體管的制備方法，其特征在于，沉積微米級金剛石層時的溫度大于沉積納米級金剛石層時的溫度；而沉積微米級金剛石層時的壓力小于沉積納米級金剛石層時的壓力。

9.一種散熱集成半導體晶體管，其特征在于，包括：

半導體晶體管，包括半導體襯底和設置于半導體襯底正面的電極層；

納米級金剛石層和微米級金剛石層，所述納米級金剛石層和所述微米級金剛石層均依次向外沉積于所述半導體晶體管的正面和背面，且所述電極層裸露于所述微米級金剛石層。

10.根據權利要求9所述的散熱集成半導體晶體管，其特征在于，垂直于所述半導體晶體管的溝道的延伸方向，所述半導體襯底中部的厚度小于兩側的厚度。