应力被调节的半导体装置及其相关方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应力被调节的半导体装置及其相关方法。在一种实施方式中，一应力被调节的半导体装置例如可以包括：一半导体层；一应力调节界面层，其包括一形成于半导体层上的碳层；以及一散热器，其耦合至相对于半导体层的碳层。该应力调节界面层可用来降低在半导体层及散热器之间的热膨胀系数差异至小于或等于约10ppm/℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于电子学及材料学
，具体涉及一种半导体装置及其相关方法。
技术介绍
在许多发达国家中，普遍认为电子装置与生活息息相关，而对于电子装置的小型化且快速化的需求，随着对电子装置的使用度及依赖度的增加而增加。在电子电路的速度增加以及体积缩减的同时，电子装置的冷却将成为问题。一般来说，电子装置是由多个电子元件所连接组成的电路板，以使该装置具有完整的功能，其中，电子元件例如为处理器、晶体管、电阻器、电容器、发光二极管(LED)等。在完整的电子装置中，会因为其中的电子元件而产生各种与热能相关的问题，而由于电子元件所产生的显著热能，可能影响电子装置的可用性，甚至导致其无法使用，最终影响电子装置的寿命，例如电子元件以及印刷电路板表面之间发生烧毁或短路。而上述问题特别会发 生于高功率及高电流需求的电子元件，以及用来支持这些电子元件的印刷电路板。目前，有很多冷却装置可用来解决上述电子装置的散热问题，如风扇、散热片、珀尔帖(Peltier)及水冷装置等。而这些冷却装置大多需要增大其体积，以达到有效冷却电子装置的效果，但其所伴随加速的能量消耗，则会增加热能的产生。例如，增加风扇体积及加速其运转，以增加空气流动、增加散热片体积，以增加其表面积与热承载量。然而，对于电子装置的小型化需求，不仅使冷却装置所需增加的体积受到限制，也可能使需要显著缩小体积的电子装置受到限制。
技术实现思路
本专利技术提供一种，例如在一种实施方式中，一种应力被调节的半导体装置可包含一半导体层；一应力调节界面层，其包含一碳层，通过一碳化物形成物键合至该半导体层；以及一散热器，其耦合至相对于该半导体层的应力调节界面层。此应力调节界面层用于降低在该半导体层及该散热器之间的热膨胀系数差异，使其小于或等于约10ppm/°C。在另一实施方式中，其应力调节界面层用于降低在半导体层及该散热器之间的热膨胀系数差异，使其小于或等于约5ppm/°C。根据本专利技术的一种实施方式，各种半导体材料可用来形成本专利技术装置的结构。在一种实施方式中，半导体材料并无限制，可包括硅、碳化硅、硅锗、砷化镓、氮化镓、锗、硫化锌、磷化镓、铺化镓、磷砷镓化铟、磷化招、砷化招、砷化招镓、氮化镓、氮化硼、氮化招、砷化铟、磷化铟、锑化铟、氮化铟、及包含其复合的类似物。在一具体实施方式中，半导体材料可包括氮化镓、氮化铝、及其组合。根据本专利技术的一种实施方式，各种碳材料也可用来形成该碳层。该碳层材料并无限制，包括类钻碳、掺杂硼钻石、非晶钻石、结晶性钻石、多晶钻石、石墨、及包含其组合的类似物。在一具体实施方式中，碳层具有一非晶原子结构。在另一具体实施方式中，碳层为类钻碳。又在另一具体实施方式中，碳层掺杂硼钻石。根据本专利技术的一种实施方式，各种材料可用来形成散热器层，其材料并无限制，包括铝、铜、锡、钨、镍、钛、金、银、钼、Al203、AlN、Si3N4、Si、玻璃、及其组合与其合金、及包括合金及其混合物的类似物。在一具体实施方式中，散热器包含铜。在另一实施方式中，一反射层设置于碳层及半导体层之间。在再一实施方式中，一碳化物形成物层可设置于碳层及反射层间。在另一实施方式中，一碳化物形成物层可设置于碳层及散热器层间。本专利技术另一实施方式提供一种应力被调节的半导体装置，此装置包括一半导体层及一形成于半导体层上的一散热器，其中，此散热器包括均匀设置于一金属基质中的钻石颗粒。而此钻石颗粒用于降低在半导体层以及金属基质之间的热膨胀系数差异，使其小于或等于约10ppm/°C。在另一实施方式中，钻石颗粒用于降低在半导体层以及金属基质之间的热膨胀系数差异，使其小于或等于约5ppm/°C。本专利技术另一实施方式提供一种应力被调节的半导体装置，此装置包括一半导体层；形成于该半导体层上的一导电氮化硼层；以及一散热器，此散热器是耦合至相对于该 半导体层的氮化硼层。该氮化硼层用于降低在半导体层及该散热器之间的热膨胀系数差异，使其小于或等于约10ppm/°C。本专利技术再一种实施方式提供一种降低导致半导体装置内缺陷的应力的方法，此方法可包括形成一含有碳层的应力调节界面层至一半导体层上、以及将一散热器层耦合至相对于该半导体层的碳层。于部份实施方式中，将该散热器耦合至应力调节界面层，包括将散热器形成于应力调节界面层。于此，应力调节界面层用于降低在半导体层及散热器之间的热膨胀系数差异，使其小于或等于约10ppm/°C。在另一实施方式中，此方法还包括于应力调节界面层及半导体层间形成一反射层。在另一具体实施方式中，此方法可还包括于碳层及反射层间形成一碳化物形成物层。在再一实施方式中，该方法可包括于碳层及金属散热器层间形成一碳化物形成物层。本专利技术的另一实施方式提供一种应力被调节的发光半导体装置。此装置可包括一发光半导体材料、一形成于半导体材料的碳层、以及一稱合至该碳层的金属散热器，其中，此碳层用于降低在半导体层及该金属散热器之间的热膨胀系数差异，使其小于或等于IOppm/°C。在一种实施方式中，此金属散热器形成于碳层上。附图说明图I是本专利技术的一个实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图2是本专利技术的另一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图3是本专利技术再一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图4是本专利技术的另一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图5是本专利技术再一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图6是本专利技术的另一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图7是本专利技术的另一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图8是本专利技术的再一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图9是本专利技术的另一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。图10是本专利技术的再一实施例的应力被调节的半导体装置的横截面图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。定义本专利技术的说明书及权利要求书中使用的用语应解释为如下定义。量词“一”、以及定语“该“、“所述”并不是用于限制其修饰的项目或元件的个数为一个，而是可以为多个，除非文中有其他清楚的说明。因此，例如，“一掺杂”包括一种或多种掺杂物、“该钻石层”包括一层或多层钻石层。在此，“气相沉积(vapor cbposited) ”表示使用气相沉积技术而使材料形成。“气相沉积物(vapor deposition) ”表示以气相方式将材料形成或沉积在一基板上。气相沉 积法可包括任何方式，例如化学气相沉积法(chemical vapor deposition, CVD)以及物理气相沉积法(physical vapor deposition, PVD),但不限于此。各种气相沉积法可通过所属
的普通技术人员实施。气相沉积法例如包括热灯丝化学气相沉积法(hotfilament CVD)、射频电浆化学气相沉积法(rf-CVD)、激光化学气相沉积法(LCVD)、激光剥离法(laser ablation)、表面钻石涂布法(conformal diamond coating process)、金属-有机化学气相沉积法(metal-organic CVD, M0CVD)、溅镀、热蒸镀物理气相沉积法(thermal evaporation PVD)、离子化金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋健民，甘明吉，胡绍中，
申请(专利权)人：铼钻科技股份有限公司，
类型：
国别省市：