CN204760374U - 半导体器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半导体器件。半导体器件包括基底、外延层、栅极、源极和漏极，外延层为多层结构，外延层形成在基底上，栅极、源极和漏极形成在外延层上，且栅极位于源极和漏极之间，基底开设有第一散热孔和第二散热孔，第一散热孔位于源极下方，第一散热孔贯穿基底和外延层并与源极接触，第二散热孔位于栅极和漏极之间的下方，第二散热孔与栅极和漏极相隔预定距离。通过上述方式，本实用新型能够有效地加快散热。

Description

半导体器件

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种半导体器件。

背景技术

由于化合物半导体具有诸多优点，比如可以在高温高频下工作，具有更大的禁带宽度和电子迁移率，因此化合物半导体被普遍用于制造微波体效应器件、高效红外发光二极管和半导体激光器等半导体器件，这些半导体器件被广泛的用于航天航空，通信，电力电子等领域。

半导体器件一般包含一个半导体基底，基底上为外延层，在外延层上形成有源区，然后再通过光刻、薄膜、蚀刻等工艺形成栅极，源极和漏极，并在完成栅极，源极和漏极后，通过干法蚀刻、PVD(PhysicalVaporDeposition，物理气相沉积)、镀金等工艺在基底上形成背面通孔，该背面通孔在源极下方，且其表面镀金属使源极接地。由于半导体器件在高电压下工作时，会产生较大的热量，通过减薄基底可以加快散热，但是基底不可能无限制的减薄，因此通过背面通孔可以起到很好的散热作用。然而，当半导体器件的工作电压越高时，产生的热量也越大，而且热量多集中于栅极和漏极之间，如果散热不及时，半导体器件的可靠性将变差，甚至很容易烧毁。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种半导体器件，能够有效地加快散热。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种半导体器件，包括基底、外延层、栅极、源极和漏极，所述外延层为多层结构，所述外延层形成在所述基底上，所述栅极、源极和漏极形成在所述外延层上，且所述栅极位于所述源极和所述漏极之间，所述基底开设有第一散热孔和第二散热孔，所述第一散热孔位于所述源极下方，所述第一散热孔贯穿所述基底和所述外延层并与所述源极接触，所述第二散热孔位于所述栅极和所述漏极之间的下方，所述第二散热孔与所述栅极和所述漏极相隔预定距离。

优选地，所述第一散热孔和所述第二散热孔的表面镀有金属层。

优选地，所述第二散热孔中预先填充有散热材料。

优选地，所述散热材料为AlN或铝合金。

优选地，所述金属层为金层或铜层。

优选地，所述第二散热孔的深度为所述基底的厚度。

优选地，所述第二散热孔的形状为圆形，椭圆形或长方形。

优选地，所述第一散热孔的形状为圆形，椭圆形或长方形。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：通过在源极下方和栅极和漏极之间的下方的基底上开设第一散热孔和第二散热孔，利用第二散热孔散发栅极和漏极之间聚集的热量，从而能够有效地加快散热，可以提高工作电压，获得更好的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例半导体器件的结构示意图。

图2是本实用新型另一实施例半导体器件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，是本实用新型一实施例半导体器件的结构示意图。本实施例的半导体器件包括基底1、外延层2、栅极3、源极4和漏极5，外延层2为多层结构，外延层2形成在基底1上，栅极3、源极4和漏极5形成在外延层2上，且栅极3位于源极4和漏极5之间，基底1开设有第一散热孔11和第二散热孔12，第一散热孔11位于源极4下方，第一散热孔11贯穿基底1和外延层2并与源极4接触，第二散热孔12位于栅极3和漏极5之间的下方，第二散热孔12与栅极3和漏极5相隔预定距离。

具体而言，第二散热孔12的深度比第一散热孔11的深度小，从而第二散热孔12与栅极3和漏极5之间隔着至少部分的外延层2。在本实施例中，第二散热孔12的深度为基底1的厚度。本实施例并不限定第一散热孔11和第二散热孔12的形状，第一散热孔11的形状可以为圆形，椭圆形或长方形，第二散热孔12的形状也可以为圆形，椭圆形或长方形。

在本实施例中，第一散热孔11和第二散热孔12的表面镀有金属层13。金属层13为金层或铜层。

由于第二散热孔12位于栅极3和漏极5之间的下方，而不是位于栅极3的正下方，所以第二散热孔12不仅在一定程度上增加了散热能力，而且镀金或镀铜后不会与栅极3的金属之间形成寄生电容，也不会增加半导体器件的应力，对栅极3区域的二维电子气没有影响，所以能够有效地散发栅极3和漏极5之间聚集的热量，保证半导体器件获得更好的性能。

参见图2，是本实用新型另一实施例半导体器件的结构示意图。本实施例的半导体器件在前述实施例的半导体器件的基础上，增加了散热材料14。散热材料14预先填充在第二散热孔12中，金属层13覆盖在散热材料14上。在本实施例中，散热材料14为AlN(氮化铝)或铝合金。由于散热材料14替代了原有位置处的基底1，而基底1通常由化合物半导体制成，AlN或铝合金等材料的散热性能优于化合物半导体，所以第二通孔12能够起到很好的散热作用。以化合物半导体GaAs(砷化镓)为例，GaAs的热导系数为55W/m*K，而AlN的热导系数为160W/m*K。

通过上述方式，本实用新型实施例的半导体器件通过在源极下方和栅极和漏极之间的下方的基底上开设第一散热孔和第二散热孔，利用第二散热孔散发栅极和漏极之间聚集的热量，从而能够有效地加快散热，进而使半导体器件获得更高的工作电压，且获得更好的稳定性和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种半导体器件，其特征在于，包括基底、外延层、栅极、源极和漏极，所述外延层为多层结构，所述外延层形成在所述基底上，所述栅极、源极和漏极形成在所述外延层上，且所述栅极位于所述源极和所述漏极之间，所述基底开设有第一散热孔和第二散热孔，所述第一散热孔位于所述源极下方，所述第一散热孔贯穿所述基底和所述外延层并与所述源极接触，所述第二散热孔位于所述栅极和所述漏极之间的下方，所述第二散热孔与所述栅极和所述漏极相隔预定距离。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一散热孔和所述第二散热孔的表面镀有金属层。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第二散热孔中预先填充有散热材料。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述散热材料为AlN或铝合金。

5.根据权利要求2至4任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述金属层为金层或铜层。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第二散热孔的深度为所述基底的厚度。

7.根据权利要求1或6所述的半导体器件，其特征在于，所述第二散热孔的形状为圆形，椭圆形或长方形。

8.根据权利要求1或6所述的半导体器件，其特征在于，所述第一散热孔的形状为圆形，椭圆形或长方形。