本实用新型专利技术提供了一种高散热性能的半导体器件。该半导体器件包括：衬底，衬底具有多个通孔，通孔从衬底的上表面贯穿至衬底的下表面；外延片，外延片生长在衬底上；其中，外延片包括位于衬底上横向生长的成核层和位于成核层上的器件结构。通过上述方式，本实用新型专利技术能够提高器件散热性能，有效降低器件工作温度。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体器件制造
，特别是涉及一种高散热性能的半导体器件。
技术介绍
大功率半导体器件，尤其是以GaN、SiC为代表的第三代半导体器件，在电力电子领域和通信领域有着广阔的应用前景。在电力电子领域，第三代半导体器件具有以下优点:开态电阻小，有利于提高设备电能利用效率和节省能源；工作频率可以达到IMHz以上，有利于提高集成度、减小设备体积。在通信领域，第三代半导体器件禁带宽度大、工作温度高、操作电压高，有利于广泛地应用到高频大功率场合。然而，半导体器件在大功率工作条件下，发热量非常大，沟道温度可以达到150 °C以上，而随着沟道温度的升高，器件的性能将急剧衰减，甚至器件将失效，这严重制约了功率半导体器件的发展。实际上，随着科学技术的不断发展，半导体器件在高温高压下的应用逐渐增多，例如，电力电子器件一般用来处理高电压、大电流，电压处理范围从几十伏到几千伏，电流能力最高可达几千安培，常用来做变频、变压、变流、功率管理等。因此，进一步降低半导体器件的工作温度一直是研究热点之一。利用合理的散热设计是降低半导体器件工作温度主要途径之一。当前，现有的散热设计一般是在半导体器件外采用载板的形式，不利于器件的进一步集成。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种高散热性能的半导体器件，能够提高器件散热性能，有效降低器件工作温度。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是:提供一种高散热性能的半导体器件，包括:衬底，所述衬底具有多个通孔，所述通孔从所述衬底的上表面贯穿至所述衬底的下表面；外延片，所述外延片生长在所述衬底上；其中，所述外延片包括位于所述衬底上横向生长的成核层和位于所述成核层上的器件结构。优选地，所述衬底为SiC衬底、GaN衬底、Si衬底、蓝宝石衬底或GaAs衬底。优选地，所述通孔在所述衬底上均匀分布。优选地，所述通孔的形状为圆形、椭圆形、三角形或四边形。优选地，所述通孔的大小为1-500 μ m，所述通孔的间距为5-800 μ m。优选地，所述成核层为GaN薄膜或SiC薄膜。优选地，所述成核层的厚度为0-1_。优选地，所述通孔中填充有冷凝剂。优选地，所述器件结构包括由下至上依次层叠的沟道层和势皇层，所述势皇层上形成有源极、栅极、漏极以及覆盖所述势皇层、源极、栅极和漏极的介质层。区别于现有技术的情况，本技术的有益效果是:由于衬底具有多个通孔，热量可以通过通孔散发，从而能够提高器件散热性能，有效降低器件工作温度，并且由于通孔的存在，横向生长而成的成核层与衬底的晶格适配小，外延片的各层之间应力小，比传统的外延片质量高，所以具有更好的器件性能。【附图说明】图1是本技术一实施例高散热性能的半导体器件的截面示意图。图2是图1所示的半导体器件的衬底的俯视示意图。图3是本技术另一实施例高散热性能的半导体器件的截面示意图。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。—并参见图1和图2，本技术提供一种高散热性能的半导体器件，其包括衬底I和外延片2。衬底I具有多个通孔11，通孔11从衬底I的上表面贯穿至衬底I的下表面。外延片2生长在衬底I上，外延片2包括位于衬底I上横向生长的成核层20和位于成核层20上的器件结构30。在本实施例中，衬底I为SiC衬底、GaN衬底、Si衬底、蓝宝石衬底或GaAs衬底，当然，也可以是其他材料的衬底。通孔11在衬底I上均匀分布，如图2所示，通孔11在衬底I上排列为阵列。可选地，通孔11的大小为1-500 μm，通孔11的间距为5-800 μm。需要注意的是，本技术并不对通孔11的排列方式作限定，在其他一些实施例中，通孔11也可以在衬底I上非均匀分布。通孔11的形状可以是规则图形，例如为圆形、椭圆形、三角形或四边形，也可以为不规则图形，在本实施例中，通孔11的形状为方形。由于通孔11的存在，半导体器件的热量可以从通孔11散发，在本实施例中，通孔11中填充有冷凝剂，以提高通孔11的散热速度。当然，在其他一些实施例中，通孔11中可以不填充冷凝剂，而利用空气气流来提高散热速度。进一步地，衬底I可以尽量减薄，可以更利于散热，例如，衬底I可以通过机械研磨减薄，也可以通过化学刻蚀减薄。成核层20可以为GaN薄膜或SiC薄膜。GaN薄膜或SiC薄膜不仅具有良好的横向生长特性，而且与衬底I的晶格适配小，最终得到的外延片2的各层之间的应力也小。可选地，成核层20的厚度为O-1mm0参见图3，是本技术另一实施例高散热性能的半导体器件的截面示意图。本实施例的半导体器件中，器件结构30具体包括由下至上依次层叠的沟道层31和势皇层32，势皇层32上形成有源极33、栅极34、漏极35以及覆盖势皇层32、源极33、栅极34和漏极35的介质层36。通过上述方式，本技术实施例的高散热性能的半导体器件由于衬底具有多个通孔，热量可以通过通孔散发，从而能够提高器件散热性能，有效降低器件工作温度，并且由于通孔的存在，横向生长而成的成核层与衬底的晶格适配小，外延片的各层之间应力小，比传统的外延片质量高，所以具有更好的器件性能。以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。【主权项】1.一种高散热性能的半导体器件，其特征在于，包括: 衬底，所述衬底具有多个通孔，所述通孔从所述衬底的上表面贯穿至所述衬底的下表面； 外延片，所述外延片生长在所述衬底上； 其中，所述外延片包括位于所述衬底上横向生长的成核层和位于所述成核层上的器件结构。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底为SiC衬底、GaN衬底、Si衬底、蓝宝石衬底或GaAs衬底。3.根据权利要求1或2所述的高散热性能的半导体器件，其特征在于，所述通孔在所述衬底上均匀分布。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述通孔的形状为圆形、椭圆形、三角形或四边形。5.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述通孔的大小为1-500μ m，所述通孔的间距为5-800 μπι。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述成核层为GaN薄膜或SiC薄膜。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，所述成核层的厚度为0-lmm。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述通孔中填充有冷凝剂。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述器件结构包括由下至上依次层叠的沟道层和势皇层，所述势皇层上形成有源极、栅极、漏极以及覆盖所述势皇层、源极、栅极和漏极的介质层。【专利摘要】本技术提供了一种高散热性能的半导体器件。该半导体器件包括：衬底，衬底具有多个通孔，通孔从衬底的上表面贯穿至衬底的下表面；外延片，外延片生长在衬底上；其中，外延片包括位于衬底上横向生长的成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高散热性能的半导体器件，其特征在于，包括：衬底，所述衬底具有多个通孔，所述通孔从所述衬底的上表面贯穿至所述衬底的下表面；外延片，所述外延片生长在所述衬底上；其中，所述外延片包括位于所述衬底上横向生长的成核层和位于所述成核层上的器件结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈一峰，李春江，
申请(专利权)人：成都嘉石科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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