一种电卡制冷增强散热的氮化镓器件及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电卡制冷增强散热的氮化镓器件，主要解决目前GaN材料由于导热系数低，器件在大功率下散热困难，自热现象严重的问题。自下而上包括热沉层、传热界面层、电卡制冷层、衬底层、成核层、缓冲层、沟道层、势垒层(1，2，3，4，5，6，7，8)和金属电极，钝化层包裹在金属电极的外围；电卡制冷层的上下表面分别设有上下金属电极层(31，32)，上、下金属电极层的表面至钝化层上表面的一侧分别设有上电极连接通孔(10)和下电极连接通孔(11)，通孔内均填充有绝缘材料和金属互联材料(12，13)。本发明专利技术减小了器件热阻，增加了器件衬底到热沉的热传递，提高了器件散热性能，可用作微波功率器件和电力电子器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件，具体涉及一种gan器件及制备方法，可用作微波功率器件和电力电子器件。

技术介绍

1、随着微电子技术的发展，gan器件已经在各种领域中得到了广泛的应用。由于gan材料具备高电子饱和漂移速度和电子迁移率特性，gan器件有着高效的功率切换和大的电流处理能力，使得其在高功率、高频率应用中表现出众，为功率放大器、射频功率器件等提供了理想的解决方案。gan材料的宽禁带宽度和高击穿场强使其在高温环境下具备卓越稳定性，适用于极端工作条件，广泛应用于通信、能源和国防等关键领域。未来，随着技术的不断演进，gan器件将继续发挥其优势，为电子技术的创新和应用领域的拓展提供强大支持。

2、然而，随着器件性能的不断提升，功率的增大，热流的增加，由于器件中存在严重的自热效应，其电气特性和长期可靠性往往会降低。对于gan材料，其热阻值较高，散热性能差，限制了gan器件的输出功率密度和效率。因此，需要有效的热管理技术来提高器件的电学特性和可靠性。

3、申请号为cn201910326079.x的专利文献公开了一种基于金刚石衬底的gan器件及其本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电卡制冷增强散热的GaN器件，自下而上包括:热沉层(1)、传热界面层(2)、衬底层(4)、成核层(5)、缓冲层(6)、沟道层(7)、势垒层(8)和金属电极、钝化层(9)包裹在金属电极的外围，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述的上金属电极层(31)和下金属电极层(32)，其厚度为0.2～2μm，且均采用金属Cu或金属Au或其他高导热率金属沉积而成，用于对电卡制冷层(3)表面施加电压形成电场，使压电材料相变，提高器件散热能力。

4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

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【技术特征摘要】

1.一种电卡制冷增强散热的gan器件，自下而上包括:热沉层(1)、传热界面层(2)、衬底层(4)、成核层(5)、缓冲层(6)、沟道层(7)、势垒层(8)和金属电极、钝化层(9)包裹在金属电极的外围，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述的上金属电极层(31)和下金属电极层(32)，其厚度为0.2～2μm，且均采用金属cu或金属au或其他高导热率金属沉积而成，用于对电卡制冷层(3)表面施加电压形成电场，使压电材料相变，提高器件散热能力。

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【专利技术属性】
技术研发人员：冯欣，周佳俊，张苇杭，吴银河，董鹏飞，周弘，刘志宏，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学广州研究院，
类型：发明
国别省市：