半导体器件和半导体器件的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件和半导体器件的制备方法，涉及半导体技术领域，该半导体器件在半导层远离衬底的一侧设置第一导热层，第一导热层设置在电极分布区，并至少部分设置在源极和漏极之间，且第一导热层的分布特征与工作状态下电极分布区的温度分布等高线图相适配，以使第一导热层由电极分布区的热量聚集中心向四周扩散。通过额外设置由热量聚集中心向四周扩散的第一导热层，使得电极分布区的热分布更加均匀，电极分布区内产生的热量能够适应性地由第一导热层进行热传导，并由温度最高的中心区域向四周传导，增强了电极分布区的散热能力。相较于现有技术，本发明专利技术提供的半导体器件，能够提升器件整体的热均匀性，并增强器件正面的散热能力。件正面的散热能力。件正面的散热能力。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和半导体器件的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种半导体器件和半导体器件的制备方法。

技术介绍

[0002]功率器件工作过程会产生大量的热，热量通常产生并聚集在栅极下方及其附近的沟道区域内，即源极和漏极之间的沟道区域。并且，整个器件的热量产生和聚集并不均匀，金属电极所在区域的中心位置的沟道是距离边界最远的区域，该区域散热最困难，导致其升温最高。而升温效应会导致器件的性能下降、可靠性失效。
[0003]现有技术中通常在器件正面并未额外设置散热结构，器件的热量通过上表面与空气之间的对流、背部衬底与焊接基板之间的热传导实现相器件外部导热，整体的散热效果较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种半导体器件及其制备方法，其能够提升器件整体的热均匀性，并增强器件正面的散热能力。
[0005]本专利技术的实施例可以这样实现：第一方面，本专利技术提供一种半导体器件，包括：衬底；设置在所述衬底一侧的半导体层；设置在所述半导体层远离所述衬底一侧的源极、漏极和栅极；以及，设置在所述半导体层远离所述衬底一侧的第一导热层；其中，所述半导体层上设置有电极分布区，所述源极、所述漏极和所述栅极间隔分布在所述电极分布区，所述第一导热层设置在所述电极分布区，并至少部分设置在所述源极和所述漏极之间，且所述第一导热层的分布特征与工作状态下所述电极分布区的温度分布等高线图相适配，以使所述第一导热层由所述电极分布区的热量聚集中心向四周扩散。
[0006]在可选的实施方式中，所述第一导热层包括第一导热材料，所述第一导热材料分布在所述电极分布区，所述第一导热材料在所述电极分布区中心区域的分布密度大于边缘区域的分布密度。
[0007]在可选的实施方式中，所述半导体层远离所述衬底的一侧还设置有第二导热层，所述第二导热层分布在所述第一导热层周围，并覆盖所述半导体层，所述第二导热层的厚度小于或等于所述第一导热层的厚度。
[0008]在可选的实施方式中，所述第二导热层包括第二导热材料，所述第二导热材料的导热系数小于或等于所述第一导热材料的导热系数。
[0009]在可选的实施方式中，所述第一导热层上设置有至少一个导热开口槽。
[0010]在可选的实施方式中，所述导热开口槽内填充有第三导热材料，以在所述导热开
口槽内形成第三导热层。
[0011]在可选的实施方式中，所述第一导热材料为金属材料，所述第一导热层上设置有让位开槽，所述让位开槽贯穿所述第一导热层，并与所述栅极相对应，以使所述第一导热层分布在所述栅极两侧。
[0012]在可选的实施方式中，所述让位开槽中填充有所述第二导热材料或第三导热材料。
[0013]在可选的实施方式中，所述半导体层远离所述衬底的一侧还设置有栅焊盘、源焊盘和漏焊盘，所述栅焊盘、所述源焊盘和所述漏焊盘均设置在电极分布区之外，且所述栅焊盘与所述栅极连接，所述源焊盘与所述源极连接，所述漏焊盘与所述漏极连接，所述第一导热层还分布在所述栅焊盘、所述源焊盘和所述漏焊盘上。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种半导体器件的制备方法，包括：在衬底的一侧形成半导体层；在所述半导体层远离所述衬底的一侧形成源极、漏极和栅极；在所述半导体层远离所述衬底的一侧形成第一导热层；其中，所述半导体层上设置有电极分布区，所述源极、所述漏极和所述栅极间隔分布在所述电极分布区，所述第一导热层至少设置在所述电极分布区，并至少部分设置在所述源极和所述漏极之间，且所述第一导热层的分布特征与工作状态下所述电极分布区的温度分布等高线图相适配，以使所述第一导热层由所述电极分布区的热量聚集中心向四周扩散。
[0015]在可选的实施方式中，在所述半导体层远离所述衬底的一侧形成第一导热层的步骤之前，所述方法还包括：在所述半导体层远离所述衬底的一侧设置第二导热层；其中，所述第二导热层分布在所述第一导热层周围，并覆盖所述半导体层。
[0016]本专利技术实施例的有益效果包括，例如：本专利技术实施例提供了一种半导体器件，将源极、漏极和栅极间隔分布在电极分布区，同时在半导层远离衬底的一侧设置第一导热层，第一导热层设置在电极分布区，并至少部分设置在源极和漏极之间，且第一导热层的分布特征与工作状态下电极分布区的温度分布等高线图相适配，以使第一导热层由电极分布区的热量聚集中心向四周扩散。通过额外设置由热量聚集中心向四周扩散的第一导热层，使得电极分布区的热分布更加均匀，电极分布区内产生的热量，能够适应性地由第一导热层进行热传导，并由温度最高的中心区域向四周传导，增强了电极分布区的散热能力。相较于现有技术，本专利技术提供的半导体器件，能够提升器件整体的热均匀性，并增强器件正面的散热能力。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为本专利技术第一实施例提供的半导体器件的结构示意图；
图2为图1中A
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A处的剖面结构示意图；图3为图1中B
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B处的剖面结构示意图；图4为本专利技术第二实施例提供的半导体器件的结构示意图；图5为图4中A
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A处的剖面结构示意图；图6为本专利技术第三实施例提供的半导体器件的结构示意图；图7为图6中A
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A处的剖面结构示意图；图8为本专利技术第四实施例提供的半导体器件的结构示意图；图9为图8中A
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A处的剖面结构示意图；图10为本专利技术第五实施例提供的半导体器件的结构示意图；图11为图10中A
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A处的剖面结构示意图；图12为本专利技术第六实施例提供的半导体器件的结构示意图；图13为图12中A
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A处的剖面结构示意图；图14为本专利技术第七实施例提供的半导体器件的结构示意图；图15为本专利技术第八实施例提供的半导体器件的结构示意图；图16为本专利技术第九实施例提供的半导体器件的结构示意图；图17为本专利技术第十实施例提供的半导体器件的结构示意图；图18为本专利技术第十一实施例提供的半导体器件的结构示意图；图19为图18中A
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A处的剖面结构示意图；图20为图18中A
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A处另一形式的剖面结构示意图。
[0019]图标：100
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半导体器件；110
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衬底；120
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半导体层；121
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介质层；123
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电极分布区；130
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源极；131
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源焊盘；140
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漏极；141
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漏焊盘；150
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栅极；151
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栅焊盘；160
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第一导热层；161<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：衬底；设置在所述衬底一侧的半导体层；设置在所述半导体层远离所述衬底一侧的源极、漏极和栅极；以及，设置在所述半导体层远离所述衬底一侧的第一导热层；其中，所述半导体层上设置有电极分布区，所述源极、所述漏极和所述栅极间隔分布在所述电极分布区，所述第一导热层至少设置在所述电极分布区，并至少部分设置在所述源极和所述漏极之间，且所述第一导热层的分布特征与工作状态下所述电极分布区的温度分布等高线图相适配，以使所述第一导热层由所述电极分布区的热量聚集中心向四周扩散。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一导热层包括第一导热材料，所述第一导热材料分布在所述电极分布区，所述第一导热材料在所述电极分布区中心区域的分布密度大于边缘区域的分布密度。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体层远离所述衬底的一侧还设置有第二导热层，所述第二导热层分布在所述第一导热层周围，并覆盖所述半导体层，且所述第二导热层的厚度小于或等于所述第一导热层的厚度。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第二导热层包括第二导热材料，所述第二导热材料的导热系数小于或等于所述第一导热材料的导热系数。5.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一导热层上设置有至少一个导热开口槽。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述导热开口槽内填充有第三导热材料，以在所述导热开口槽内形成第三导热层。7.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一导...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建华，乐伶聪，杨天应，
申请(专利权)人：深圳市时代速信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：