一种半导体器件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件及其制作方法，所述半导体器件包括半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二表面上形成有器件层；所述第一表面和所述第二表面之间形成有至少一个凹槽，所述凹槽用于容纳冷却液。根据本发明专利技术提供的半导体器件及其制作方法，在半导体衬底内形成用于容纳冷却液的凹槽，利用芯片内水冷的方法降低芯片的核心温度、提高芯片的散热效果，进而提高了芯片的峰值功率和性能。片的峰值功率和性能。片的峰值功率和性能。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着芯片的集成度与晶体管密度的提高，芯片的单位面积功耗也随之提高。传统的芯片冷却技术是利用热的良导体，例如铜，铝等金属构件将芯片产生的热量传导至散热器，再利用流动的低温空气或冷却剂与散热器完成热交换，达到控制芯片温度的目的。
[0003]然而芯片的晶体管到散热器的热传导距离较长，晶体管的温度(核心温度)与散热器的温度存在一个较大的温度差异，并且这一温度差异会随着芯片的功率密度提高而增加。传统的利用风冷与外水冷的散热技术已经逐渐无法满足新型高性能芯片及其系统的散热需要，芯片的散热也成为了限制芯片性能的主要因素之一。

技术实现思路

[0004]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005]本专利技术提供了一种半导体器件，包括：
[0006]半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二表面上形成有器件层；
[0007]所述第一表面和所述第二表面之间形成有至少一个凹槽，所述凹槽用于容纳冷却液。
[0008]进一步，所述第一表面和所述第二表面之间形成有支撑结构，所述凹槽为内部连通的整体结构，所述支撑结构位于所述凹槽内。
[0009]进一步，所述的半导体器件还包括：进水口和出水口，所述进水口和所述出水口连接至所述凹槽。
[0010]进一步，所述器件层通过焊圈接合至封装衬底，所述进水口和所述出水口设置在所述器件层与所述封装衬底的接合处。
[0011]进一步，在所述封装衬底内形成有一个或多个管道，所述进水口和所述出水口分别连接至所述一个或多个管道。
[0012]本专利技术还提供了一种半导体器件的制作方法，包括步骤：
[0013]提供第一半导体衬底，所述第一半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二表面上形成有器件层；
[0014]蚀刻所述第一表面，以在所述第一半导体衬底内形成凹槽；
[0015]在所述第一半导体衬底的第一表面上接合第二半导体衬底，以覆盖所述凹槽，所述凹槽用于容纳冷却液。
[0016]进一步，所述在所述第一半导体衬底内形成凹槽包括步骤：在所述第一半导体衬
底上形成图案化的光刻胶层，以所述图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述第一半导体衬底以形成所述凹槽和支撑结构，之后去除所述光刻胶层；
[0017]其中，所述凹槽为内部连通的整体结构，所述支撑结构位于所述凹槽内。
[0018]进一步，在所述第一半导体衬底内形成凹槽之后还包括：继续蚀刻所述第一半导体衬底，以在所述第二表面形成进水口和出水口，所述进水口和所述出水口连接至所述凹槽。
[0019]进一步，所述方法还包括：
[0020]提供封装衬底，所述封装衬底中形成有一个或多个管道；
[0021]将所述封装衬底接合至所述器件层，以使所述进水口和所述出水口分别连接至所述一个或多个管道。
[0022]进一步，所述封装衬底通过焊圈接合至所述器件层，以连通所述凹槽与所述一个或多个管道。
[0023]根据本专利技术提供的半导体器件及其制作方法，在半导体衬底内形成用于容纳冷却液的凹槽，利用芯片内水冷的方法降低芯片的核心温度、提高芯片的散热效果，进而提高了芯片的峰值功率和性能。
附图说明
[0024]本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。
[0025]附图中：
[0026]图1是根据本专利技术示例性实施例的一种半导体器件的制作方法的示意性流程图；
[0027]图2A
‑
2D是根据本专利技术示例性实施例的方法依次实施的步骤所分别获得的器件的示意性剖面图。
具体实施方式
[0028]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0029]应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0030]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另
一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0031]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0032]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0033]为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术提出的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。
[0034]由于传统本文档来自技高网...

【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：半导体衬底，所述半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二表面上形成有器件层；所述第一表面和所述第二表面之间形成有至少一个凹槽，所述凹槽用于容纳冷却液。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面之间形成有支撑结构，所述凹槽为内部连通的整体结构，所述支撑结构位于所述凹槽内。3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：进水口和出水口，所述进水口和所述出水口连接至所述凹槽。4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述器件层通过焊圈接合至封装衬底，所述进水口和所述出水口设置在所述器件层与所述封装衬底的接合处。5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，在所述封装衬底内形成有一个或多个管道，所述进水口和所述出水口分别连接至所述一个或多个管道。6.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括步骤：提供第一半导体衬底，所述第一半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第二表面上形成有器件层；蚀刻所述第一表面，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭琛，
申请(专利权)人：九识苏州智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：