一种晶体管、晶体管的散热结构以及晶体管的生产方法技术

一种晶体管、晶体管的散热结构以及晶体管的生产方法。本发明专利技术公开一种晶体管，包括：半导体生长基底和半导体热电效应装置，半导体热电效应装置包含半导体化合物层、金属层、导热层、热电偶导热装置和散热层，半导体化合物层生长在半导体生长基底上，金属层生长在半导体化合物层上，导热层生长在金属层上，热电偶导热装置生长在导热层上，散热层生长在与导热层相对的热电偶导热装置的另一面上，热电偶导热装置还包含供电臂，供电臂生长在导热层上，与热电偶导热装置电连接。综上所述，本发明专利技术能够将晶体管的热快速导出并散发出去，能够显著的提高功放管及其周围器件的可靠性，对高温下功放的性能指标也会有很大改善，同时能提升设备的使用寿命，提高竞争力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】。本专利技术公开一种晶体管，包括：半导体生长基底和半导体热电效应装置，半导体热电效应装置包含半导体化合物层、金属层、导热层、热电偶导热装置和散热层，半导体化合物层生长在半导体生长基底上，金属层生长在半导体化合物层上，导热层生长在金属层上，热电偶导热装置生长在导热层上，散热层生长在与导热层相对的热电偶导热装置的另一面上，热电偶导热装置还包含供电臂，供电臂生长在导热层上，与热电偶导热装置电连接。综上所述，本专利技术能够将晶体管的热快速导出并散发出去，能够显著的提高功放管及其周围器件的可靠性，对高温下功放的性能指标也会有很大改善，同时能提升设备的使用寿命，提高竞争力。【专利说明】—种晶体管、晶体管的散热结构以及晶体管的生产方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及。
技术介绍
功率放大器是无线通讯系统、医疗系统、电源设备、音响系统及军事雷达系统等设备中不可缺少的组成部分，主要起到对发射信号的功率进行放大的作用。这些设备对功率要求一般都比较高，如无线通讯系统从几十瓦到上百瓦不等，医疗设备能达到上千瓦，雷达设备甚至可以高达几千瓦。要达到如此高的发射功率，必须要通过大功率功放的放大作用来完成，而晶体管作为功率放大器的核心器件，承受了所有功率的放大和输出，但限于放大器本身的工作效率，放大后的功率并不是都作为有用信号输出，比如一般通讯系统中功放有用信号的功率只有40%左右，另外约60%的功率以热的形式存在，其中小部分热量会传递到周围空气中，对系统不会造成大的影响；而大部分热量集中在功放管管芯及其周围器件中，比如陶瓷电容、铝电解电容等，通常这些器件很容易接近或超过所容许的临界温度点，过多的热量会影响器件的性能指标和使用寿命，对系统可靠性造成很大伤害。对于传统通讯设备中的大功率晶体管，目前的散热方式是这样完成的:如图1所示，为功率放大器中传统晶体管散热装置示意图，晶体管焊接于PCB上，PCB固定在铜基板上，晶体管底部源级金属焊接在铜基板上，然后再将铜基板固定于设备外壳上，铜基板与设备外壳之间往往会涂抹导热胶或加导热衬垫等接触物，热量从管芯通过源级金属传递到铜基板，再通过导热胶传递到设备外壳及散热齿上，然后和周围环境形成热交换。功率晶体管与设备外壳之间的热阻受多方面的影响，比如管子的焊接效果、功放铜基板的热阻、导热胶的均匀程度等等都会导致热阻变大，从而造成热传递效率很低，热量不能及时导出，达到热平衡后晶体管的管芯温度很高，而且热量会很快传导到PCB上的其它器件，令其它器件受热而影响性能和寿命；另外，设备外壳上散热齿很多，增大了整个设备的体积，降低了竞争优势。PeltieH珀尔帖)效应被称为半导体热电第二效应，基于此效应制备的热电偶制冷装置已在业界很多领域得到应用，它具有许多优点，如:快速制冷、制热；实现温度控制容差在正负0.rc以内；结构紧凑并重量轻、无噪音、可靠；多级级联能达到100°c以上的温差等。但目前对此制冷设备全是作为附属部件来外置使用的，需要额外购买和安装，特别是在大功率功放散热方面始终没有得到应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种晶体管、晶体管的散热装置以及晶体管的生产方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下: 一种晶体管，包括:半导体生长基底和半导体热电效应装置，半导体热电效应装置包含半导体化合物层、金属层、导热层、热电偶导热装置和散热层，半导体化合物层生长在半导体生长基底上，金属层生长在半导体化合物层上，导热层生长在金属层上，热电偶导热装置生长在导热层上，散热层生长在与导热层相对的热电偶导热装置的另一面上，热电偶导热装置还包含供电臂，供电臂生长在导热层上，与热电偶导热装置电连接。进一步的，热电偶导热装置包含成组的N型热电偶和P型热电偶，在金属层上设置有多条依次排列的沟道，沟道的开口位于金属层和半导体化合物层结合面的相对面，导热层生长于沟道的底部，导热层上沿沟道生长多组N型热电偶和P型热电偶，每组中的N型热电偶和P型热电偶电连接，相邻组中的N型热电偶与P型热电偶电连接，形成N型热电偶—P型热电偶一N型热电偶的通路，供电臂分别与每个沟道一端的N型热电偶以及每个沟道另一端的P型热电偶电连接。进一步的，热电偶导热装置还包括第一供电电极和第二供电电极，第一供电电极生长在沟道中的导热层上相邻组的N型热电偶与P型热电偶顶部及之间的位置上，电连接相邻组中的N型热电偶与P型热电偶；第二供电电极生长在每组的N型热电偶与P型热电偶底部及之间的位置上，电连接每组中的N型热电偶和P型热电偶。进一步的，热电偶导热装置还包括温度检测点，温度检测点生长在金属层上的导热层上。一种晶体管的散热结构，包括:印刷电路板、散热齿基板和晶体管，印刷电路板贴装在散热齿基板上，晶体管与印刷电路板连接，晶体管包括半导体生长基底和半导体热电效应装置，半导体热电效应装置包含半导体化合物层、金属层、导热层热电偶导热装置和散热层，半导体化合物层生长在半导体生长基底上，金属层生长在半导体化合物层上，导热层生长在金属层上，热电偶导热装置生长在导热层上，散热层生长在与导热层相对的热电偶导热装置的另一面上，晶体管的金属层与散热齿基板上的散热齿焊接，散热层与散热齿接触，热电偶导热装置还包含供电臂，供电臂生长在导热层上，与热电偶导热装置电连接。进一步的，热电偶导热装置包含成组的N型热电偶和P型热电偶，在金属层上设置有多条依次排列的沟道，沟道的开口位于金属层和半导体化合物层结合面的相对面，导热层生长于沟道的底部，导热层上沿沟道生长多组N型热电偶和P型热电偶，每组中的N型热电偶和P型热电偶电连接，相邻组中的N型热电偶与P型热电偶电连接，形成N型热电偶—P型热电偶一N型热电偶的通路，供电臂分别与每个沟道一端的N型热电偶以及每个沟道另一端的P型热电偶电连接。进一步的，热电偶导热装置还包括第一供电电极和第二供电电极，第一供电电极生长在沟道中的导热层上相邻组的N型热电偶与P型热电偶顶部及之间的位置上，电连接相邻组中的N型热电偶与P型热电偶；第二供电电极生长在每组的N型热电偶与P型热电偶底部及之间的位置上，电连接每组中的N型热电偶和P型热电偶。进一步的，散热结构还包括直流供电装置和温度检测及控制芯片，热电偶导热装置还包括温度检测点，温度检测点生长在金属层上的导热层上，温度检测及控制芯片分别与温度检测点和直流供电装置连接。一种晶体管的生产方法，包括下述步骤:a提供生长基底层，生长出基底以上的部分，包括导电沟道、掺杂区域、半导体氧化物、供电电极等，b在半导体生长基底层上生长一层半导体化合物层，c在化合物层表面外延生长一层金属薄膜，通过气相沉积技术在金属与半导体结合的界面上形成金属层，在金属层上蚀刻出多条规则排列的沟道，沟道的开口位于金属层和半导体化合物层结合面的相对面，d利用气相沉积技术，在沟道底部生长出导热层，e米用电镀或者气相沉积技术在导热层表层外延生长出供电臂、第一供电电极,供电臂和第一供电电极为各个独立的部分，f在第一供电电极表面外延生长出N/P电偶半导体层，此后采用高温扩散和离子注入法对半导体材料进行掺杂，从而生成相间排列的N型和P型热电偶，g在热电偶半导体层N/P型热电偶与第一供电电极相对的一端采用气相沉积技术或电镀方法外延生长出第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管，包括：半导体生长基底和半导体热电效应装置，所述半导体热电效应装置包含半导体化合物层(2)、金属层(3)、导热层(4)、热电偶导热装置和散热层(9)，所述半导体化合物层(2)生长在所述半导体生长基底上，所述金属层(3)生长在所述半导体化合物层(2)上，所述导热层(4)生长在所述金属层(3)上，所述热电偶导热装置生长在所述导热层(4)上，所述散热层(9)生长在与所述导热层(4)相对的所述热电偶导热装置的另一面上，所述热电偶导热装置还包含供电臂(5)，所述供电臂(5)生长在所述导热层(4)上，与热电偶导热装置电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王大朋，赵志勇，曾武，穆学禄，宗柏青，崔亦军，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44