[發明專利]一種半導體器件和熱沉鍵合的方法

有效

• 申請號: 202110894124.9
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113345809B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 楊國文;王希敏
• 申請（專利權）人: 度亙激光技術（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L23/373;B23K1/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張洋

1.一種半導體器件和熱沉鍵合的方法，其特征在于，包括：

襯底上形成外延層；

所述外延層形成至少一個電流注入區和位于所述電流注入區兩側的非電流注入區，所述電流注入區和所述非電流注入區之間形成有隔離區；

所述外延層上形成金屬層，所述金屬層覆蓋所述電流注入區、所述非電流注入區和所述隔離區；

所述金屬層上形成多個導電導熱結構，相鄰所述導電導熱結構之間有間隙，每個所述非電流注入區上都設有多個所述導電導熱結構；

多個所述導電導熱結構上形成焊接層，所述焊接層覆蓋所述導電導熱結構、所述間隙和所述金屬層；

焊接熱沉和所述焊接層；

多個所述導電導熱結構位于所述非電流注入區，以在焊接所述熱沉和所述焊接層時，所述電流注入區為非受力區；

所述導電導熱結構的材料成分包括石墨烯、碳納米管和鋁粉，所述鋁粉作為所述石墨烯和所述碳納米管的粘結劑，所述碳納米管：所述石墨烯：所述鋁粉的質量比為1:（0.3-0.8）:(2-5)；

所述金屬層至少包括第一金屬層和第二金屬層；

所述外延層上形成金屬層，所述金屬層覆蓋所述電流注入區、所述非電流注入區和所述隔離區包括：

所述外延層上形成第一金屬層，所述第一金屬層為銀層或鉑層；

所述第一金屬層上形成第二金屬層，所述第二金屬層為金層。

2.根據權利要求1所述的半導體器件和熱沉鍵合的方法，其特征在于，所述外延層形成至少一個電流注入區和位于所述電流注入區兩側的非電流注入區，所述電流注入區和所述非電流注入區之間形成有隔離區包括：

所述外延層上形成第一光阻層；

通過曝光、顯影形成開口，所述外延層經所述開口露出；

刻蝕露出的所述外延層；

去除所述第一光阻層，所述開口形成所述隔離區；

所述外延層上形成絕緣介質膜層；

所述絕緣介質膜層上形成第二光阻層；

通過曝光、顯影露出待注入區；

刻蝕所述待注入區的絕緣介質膜層；

去除所述第二光阻層，所述待注入區形成所述電流注入區，其余的所述絕緣介質膜層區域形成所述非電流注入區。

3.根據權利要求1所述的半導體器件和熱沉鍵合的方法，其特征在于，所述金屬層上形成多個導電導熱結構，相鄰所述導電導熱結構之間有間隙，每個所述非電流注入區上都設有多個所述導電導熱結構包括：

形成掩膜結構；其中，所述掩膜結構上具有通孔；

向所述掩膜結構的通孔內加入填充液以形成所述導電導熱結構；

取下所述導電導熱結構，排列在所述金屬層上。

4.根據權利要求3所述的半導體器件和熱沉鍵合的方法，其特征在于，所述通孔為橫截面為梯形的通孔，所述通孔的側壁為凸向所述通孔軸線的圓弧面。

5.根據權利要求1所述的半導體器件和熱沉鍵合的方法，其特征在于，所述導電導熱結構為包括大端面和小端面的截面積為梯形的結構；

所述金屬層上形成多個導電導熱結構，相鄰所述導電導熱結構之間有間隙，每個所述非電流注入區上都設有多個所述導電導熱結構包括：

將所述導電導熱結構按照所述導電導熱結構的小端面靠近所述金屬層、所述導電導熱結構的大端面遠離所述金屬層的方式均勻、交錯排列在所述金屬層上。

6.根據權利要求1所述的半導體器件和熱沉鍵合的方法，其特征在于，所述金屬層上形成多個導電導熱結構，相鄰所述導電導熱結構之間有間隙，每個所述非電流注入區上都設有多個所述導電導熱結構之前，所述方法包括：

所述金屬層上預涂覆一層焊料層。

7.根據權利要求1或6所述的半導體器件和熱沉鍵合的方法，其特征在于，所述多個所述導電導熱結構上形成焊接層，所述焊接層覆蓋所述導電導熱結構、所述間隙和所述金屬層包括：

以錫作為焊料，多個所述導電導熱結構上形成所述焊接層。