本实用新型专利技术提供一种半导体装置，半导体装置包括：半导体器件结构；钝化层；第一平坦化层，覆盖于钝化层上，第一平坦化层和钝化层在半导体器件结构的电极上方具有镂空窗口；金属互联层，位于第一平坦化层的上表面，并通过镂空窗口与半导体器件结构的电极相连；导热体，位于金属互联层之上并与金属互联层接触，导热体包括主柱体及连接体；第二平坦化层，导热体穿透第二平坦化层而显露于第二平坦化层之上。本实用新型专利技术不需要在厚度较大的氮化镓衬底中刻蚀通孔，可以有效将热导率较低的氮化镓材料制成的器件所产生的热量导出，在有效降低工艺时间成本和提高器件良率的情况下，有效降低器件的结温，使器件可在大功率下进行工作。使器件可在大功率下进行工作。使器件可在大功率下进行工作。
【技术实现步骤摘要】
半导体装置
[0001]本技术属于半导体集成电路设计及制造领域，特别是涉及一种半导体装置及其制备方法。
技术介绍
[0002]氮化镓作为第三代半导体材料的一种，可广泛应用于功率器件及射频器件。但氮化镓导热系数仅为1.3W/cmK，比硅的热系数(1.5W/cmK)低，且约为碳化硅热系数(5W/cmK)的四分之一，限制器件的工作功率。现有的解决方案是加强散热，以降低器件的洁温。一种解决方案是应用TSV通孔技术，将导热通路设置于结附近。但现有干法刻蚀工艺刻蚀氮化镓效率低下，其工艺需要穿透近60μm厚的氮化镓衬底，该刻蚀工艺通常需时数小时，工艺时间成本较高，同时，在长时间的刻蚀过程中，作为刻蚀掩膜的光刻胶容易碳化失效，容易造成刻蚀良率的下降。
[0003]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种半导体装置及其制备方法，用于解决现有技术中氮化镓器件散热结构制备难度较高的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：半导体器件结构；钝化层，覆盖于所述半导体器件结构上；第一平坦化层，覆盖于所述钝化层上，所述第一平坦化层具有平整的上表面，所述第一平坦化层和所述钝化层在所述半导体器件结构的电极上方具有镂空窗口；金属互联层，位于所述第一平坦化层的上表面，并通过所述镂空窗口与所述半导体器件结构的电极相连；导热体，位于所述金属互联层之上并与所述金属互联层接触，所述导热体包括主柱体及连接体，所述主柱体一端连接所述金属互联层，另一端上设置所述连接体；第二平坦化层，覆盖于所述金属互联层之上，且所述导热体穿透所述第二平坦化层而显露于所述第二平坦化层之上。
[0006]可选地，所述半导体器件结构包括衬底以及位于所述衬底上的功能层，所述功能层上设置有电极，所述电极用于所述功能层的电性连接。
[0007]可选地，所述衬底包括氮化镓衬底，所述功能层包括氮化镓基的半导体功能层，所述氮化镓基的半导体功能层包括绝缘氮化镓层、n型氮化镓层及p型氮化镓层中的一种或两种以上的组合。
[0008]可选地，所述半导体器件结构包括高电子迁移率晶体管HEMT和金属
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氧化物
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半导体场效应晶体管MOSFET中的一种。
[0009]可选地，所述钝化层包括氮化硅层。
[0010]可选地，所述第一平坦化层的厚度为8～12微米，所述第一平坦化层的材质为聚对
苯撑苯并二恶唑PBO，所述第二平坦化层的材质为聚对苯撑苯并二恶唑PBO。
[0011]可选地，所述导热体的主柱体的材质与所述金属互联层的材质相同，所述导热体的主柱体与所述金属互联层通过扩散连接，以降低所述导热体的主柱体与所述金属互联层的热阻。
[0012]可选地，所述导热体的所述连接体的材质为焊料，所述导热体的所述主柱体用于热量传输及电学传输，所述连接体用于与外部线路或外部芯片连接，将热量通过外部线路或外部芯片导出至外部散热结构。
[0013]可选地，所述导热体的主柱体的材质与所述金属互联层的材质为铜，所述连接体的材质为银锡合金。
[0014]可选地，所述金属互联层上的所述导热体设置为多个，多个所述导热体间隔设置于所述金属互联层上。
[0015]本技术还提供一种半导体装置的制备方法，所述制备方法包括步骤：提供一半导体器件结构；于所述半导体器件结构上覆盖钝化层；于所述钝化层上覆盖第一平坦化层，所述第一平坦化层具有平整的上表面，于所述第一平坦化层和所述钝化层在所述半导体器件结构的电极上方形成镂空窗口；于所述第一平坦化层的上表面及所述镂空窗口中形成金属互联层，且所述金属互联层与所述半导体器件结构的电极相连；于所述金属互联层之上覆盖第二平坦化层，并在所述第二平坦化层中形成显露所述金属互联层的窗口；于所述窗口中的所述金属互联层之上形成与所述金属互联层接触的导热体，所述导热体包括主柱体及连接体，所述主柱体一端连接所述金属互联层，另一端上设置所述连接体。
[0016]如上所述，本技术的半导体装置及其制备方法，具有以下有益效果：
[0017]本技术通过在半导体器件结构引出的金属互联层上制备导热体，将半导体器件结构所产生的热量导出，同时实现半导体器件结构与外部的电连接。本技术不需要在厚度较大的氮化镓衬底中刻蚀通孔，可以有效将热导率较低的氮化镓材料制成的器件所产生的热量导出，在有效降低工艺时间成本和提高器件良率的情况下，有效降低器件的结温，使器件可在大功率下进行工作。
附图说明
[0018]所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于说明本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0019]图1～图5显示为本技术实施例的半导体装置的制备方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图5显示为本技术实施例的半导体装置的结构示意图。
[0020]图6显示为本技术实施例的半导体装置的扫描电镜图。
[0021]元件标号说明
[0022]101
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衬底
[0023]102
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功能层
[0024]103
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电极
[0025]104
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钝化层
[0026]105
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第一平坦化层
[0027]106
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镂空窗口
[0028]107
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金属互联层
[0029]108
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主柱体
[0030]109
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连接体
[0031]110
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第二平坦化层
具体实施方式
[0032]以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0033]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置包括：半导体器件结构；钝化层，覆盖于所述半导体器件结构上；第一平坦化层，覆盖于所述钝化层上，所述第一平坦化层具有平整的上表面，所述第一平坦化层和所述钝化层在所述半导体器件结构的电极上方具有镂空窗口；金属互联层，位于所述第一平坦化层的上表面，并通过所述镂空窗口与所述半导体器件结构的电极相连；导热体，位于所述金属互联层之上并与所述金属互联层接触，所述导热体包括主柱体及连接体，所述主柱体一端连接所述金属互联层，另一端上设置所述连接体；第二平坦化层，覆盖于所述金属互联层之上，且所述导热体穿透所述第二平坦化层而显露于所述第二平坦化层之上。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述半导体器件结构包括衬底以及位于所述衬底上的功能层，所述功能层上设置有电极，所述电极用于所述功能层的电性连接。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于：所述衬底包括氮化镓衬底，所述功能层包括氮化镓基的半导体功能层，所述氮化镓基的半导体功能层包括绝缘氮化镓层、n型氮化镓层及p型氮化镓层中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述半导体器件结构包括高电子迁移率晶体管HEMT和金属<...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟艾东，
申请(专利权)人：东莞市中器集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：
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