JP6064054B2 - トランジスタ、トランジスタの放熱構造及びトランジスタの製造方法 - Google Patents
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Description
半導体成長基材と半導体熱電効果装置を備えるトランジスタであって、半導体熱電効果装置は、半導体成長基材上に成長される半導体化合物層と、半導体化合物層上に成長される金属層と、金属層上に成長される導熱層と、導熱層上に成長される熱電対導熱装置と、導熱層に対向する熱電対導熱装置における他方の面に成長される放熱層とを備え、熱電対導熱装置は、導熱層上に成長され熱電対導熱装置に電気的に接続される給電アームをさらに備えるトランジスタ。
放熱フィン基板と、放熱フィン基板に密着される印刷回路基板と、印刷回路基板に接続されるトランジスタと、を備えるトランジスタの放熱構造であって、トランジスタは、半導体成長基材と、半導体熱電効果装置と、を備え、半導体熱電効果装置は、半導体成長基材上に成長される半導体化合物層と、半導体化合物層上に成長される金属層と、金属層上に成長される導熱層と、導熱層上に成長される熱電対導熱装置と、導熱層に対向する熱電対導熱装置における他方の面に成長される放熱層とを備え、トランジスタの金属層は、放熱フィン基板上の放熱フィンに溶接され、放熱層は、放熱フィンに接触し、熱電対導熱装置は、導熱層上に成長され熱電対導熱装置に電気的に接続される給電アームをさらに備えるトランジスタの放熱構造。
a. 導電スリット、ドーピング領域、半導体酸化物、給電電極等が基材上方に成長するように、成長基材層を提供するステップ、
b. 半導体成長基材層上に一層の半導体化合物層を成長させるステップ、
c. 化合物層の表面に一層の金属薄膜をエピタキシャル成長させ、気相沈着技術によって金属と半導体が結合する境面に金属層を形成し、エッチングによって金属層上に複数の規則的に排列されたスリットを形成し、スリットの開口は金属層と半導体化合物層の結合面の対向面に位置させるステップ、
d. 気相沈着技術によって、スリットの底部に導熱層を成長させるステップ、
e. 電気めっき又は気相沈着技術によって、導熱層の表面に給電アームと第1の給電電極をエピタキシャル成長させ、給電アームと第1の給電電極は各自独立した部分であるステップ、
f. 第1の給電電極の表面にN/P熱電対半導体層をエピタキシャル成長させてから、高温拡張及びイオン注入法によって、半導体材料にドーピングを施し、交替的に排列されたN型とP型熱電対を生成させるステップ、
g. 熱電対半導体層のN/P型熱電対における第1の給電電極と対向する一端に気相沈着技術又は電気めっき方法によって、第2の給電電極をエピタキシャル成長させるステップ、
h. 第2の給電電極の表面に導熱層を覆うステップ、
を備えるトランジスタの製造方法。
Claims (12)
- 半導体成長基材と半導体熱電効果装置を備えるトランジスタであって、
前記半導体熱電効果装置は、前記半導体成長基材上に成長される半導体化合物層(2)と、前記半導体化合物層(2)上に成長される金属層(3)と、前記金属層(3)上に成長される導熱層(4)と、前記導熱層(4)上に成長される熱電対導熱装置と、前記導熱層(4)に対向する前記熱電対導熱装置における他方の面に成長される放熱層(9)とを備え、
前記熱電対導熱装置は、前記導熱層(4)上に成長され前記熱電対導熱装置に電気的に接続される給電アーム(5)をさらに備えるトランジスタ。 - 前記熱電対導熱装置は、対になるN型熱電対とP型熱電対とを備え、
前記金属層(3)上には複数の順序排列されたスリット(11)が設けられ、
前記スリット(11)の開口は、前記金属層(3)と前記半導体化合物層(2)の結合面の対向面に位置し、
前記導熱層(4)は、前記スリット(11)の底部に成長され、
前記導熱層(4)上には、前記スリット(11)に沿って複数対組の前記N型熱電対とP型熱電対が成長され、
各組中のN型熱電対とP型熱電対は電気的に接続され、隣り合う組中のN型熱電対とP型熱電対は電気的に接続され、N型熱電対→P型熱電対→N型熱電対の通路を形成し、
前記給電アーム(5)はそれぞれ、各前記スリット(11)の一端のN型熱電対及び各スリット(11)の他端のP型熱電対に電気的に接続される請求項1に記載のトランジスタ。 - 前記熱電対導熱装置は、第1の給電電極(6)と第2の給電電極(8)とをさらに備え、
前記第1の給電電極(6)は、前記スリット(11)中の導熱層(4)上の隣り合う組のN型熱電対とP型熱電対の先部及びその間の位置に成長され、隣り合う組中のN型熱電対とP型熱電対を電気的に接続し、
前記第2の給電電極(8)は、各組のN型熱電対とP型熱電対の底部及びその間の位置に成長され、各組中のN型熱電対とP型熱電対を電気的に接続する請求項2に記載のトランジスタ。 - 前記熱電対導熱装置は、前記金属層(3)上の前記導熱層(4)に成長された温度検出点(10)をさらに備える請求項1乃至3のいずれかに記載のトランジスタ。
- 放熱フィン基板と、前記放熱フィン基板に密着される印刷回路基板と、前記印刷回路基板に接続されるトランジスタと、を備えるトランジスタの放熱構造であって、
前記トランジスタは、半導体成長基材と、半導体熱電効果装置と、を備え、
前記半導体熱電効果装置は、前記半導体成長基材上に成長される半導体化合物層(2)と、前記半導体化合物層(2)上に成長される金属層(3)と、前記金属層(3)上に成長される導熱層(4)と、前記導熱層(4)上に成長される熱電対導熱装置と、前記導熱層(4)に対向する前記熱電対導熱装置における他方の面に成長される放熱層(9)とを備え、
前記トランジスタの金属層(3)は、前記放熱フィン基板上の放熱フィンに溶接され、
前記放熱層(9)は、前記放熱フィンに接触し、
前記熱電対導熱装置は、前記導熱層(4)上に成長され熱電対導熱装置に電気的に接続される給電アーム(5)をさらに備えるトランジスタの放熱構造。 - 前記熱電対導熱装置は、対になるN型熱電対とP型熱電対とを備え、
前記金属層(3)上には複数の順序排列されたスリット(11)が設けられ、
前記スリット(11)の開口は、前記金属層(3)と前記半導体化合物層(2)の結合面の対向面に位置し、
前記導熱層(4)は、前記スリット(11)の底部に成長され、
前記導熱層(4)上には、前記スリット(11)に沿って複数対の前記N型熱電対とP型熱電対が成長され、
各組中のN型熱電対とP型熱電対は電気的に接続され、隣り合う組中のN型熱電対とP型熱電対は電気的に接続され、N型熱電対→P型熱電対→N型熱電対の通路を形成し、
前記給電アーム(5)はそれぞれ、各前記スリット(11)の一端のN型熱電対及び各スリット(11)の他端のP型熱電対に電気的に接続される請求項5に記載のトランジスタの放熱構造。 - 前記熱電対導熱装置は、第1の給電電極(6)と第2の給電電極(8)とをさらに備え、
前記第1の給電電極(6)は、前記スリット(11)中の導熱層(4)上の隣り合う組のN型熱電対とP型熱電対の先部及びその間の位置に成長され、隣り合う組中のN型熱電対とP型熱電対を電気的に接続し、
前記第2の給電電極(8)は、各組のN型熱電対とP型熱電対の底部及びその間の位置に成長され、各組中のN型熱電対とP型熱電対を電気的に接続する請求項6に記載のトランジスタの放熱構造。 - 直流給電装置と、温度検出及び制御チップとをさらに備え、
前記熱電対導熱装置は、前記金属層(3)上の前記導熱層(4)に成長された温度検出点(10)をさらに備え、
前記温度検出及び制御チップはそれぞれ、前記温度検出点(10)と前記直流給電装置に接続される請求項5乃至7の中のいずれかに記載のトランジスタの放熱構造。 - 導電スリット(11)、ドーピング領域、半導体酸化物、給電電極等が基材上方に成長するように、成長基材層(1)を提供するステップ、
前記半導体成長基材層(1)上に一層の半導体化合物層(2)を成長させるステップ、
前記化合物層(2)の表面に一層の金属薄膜をエピタキシャル成長させ、気相沈着技術によって金属と半導体が結合する境面に金属層(3)を形成し、エッチングによって前記金属層(3)上に複数の規則的に排列されたスリット(11)を形成し、前記スリット(11)の開口は前記金属層(3)と前記半導体化合物層の結合面の対向面に位置させるステップ、
気相沈着技術によって、スリット(11)の底部に導熱層(4)を成長させるステップ、
電気めっき又は気相沈着技術によって、前記導熱層(4)の表面に給電アーム(5)と第1の給電電極(6)をエピタキシャル成長させ、前記給電アーム(5)と前記第1の給電電極(6)は各自独立した部分であるステップ、
前記第1の給電電極(6)の表面にN/P熱電対半導体層(7)をエピタキシャル成長させてから、高温拡張及びイオン注入法によって、半導体材料にドーピングを施し、交替的に排列されたN型とP型熱電対を生成させるステップ、
前記熱電対半導体層(7)のN/P型熱電対における前記第1の給電電極(6)と対向する一端に気相沈着技術又は電気めっき方法によって、第2の給電電極(8)をエピタキシャル成長させるステップ、
前記第2の給電電極(8)の表面に導熱層(9)を覆うステップ、
を備えるトランジスタの製造方法。 - 前記給電アーム(5)と前記第1の給電電極(6)は、高さが同一でそれぞれ独立した部分に加工される請求項9に記載のトランジスタの製造方法。
- 前記導熱層(4)と前記放熱層(9)は同じ導熱材料からなり、
前記放熱層(9)の最も外側の表面の高さは、スリット(11)の最も外側の表面に一致する請求項10に記載のトランジスタの製造方法。 - 電気めっき又は気相沈着技術によって、前記導熱層(4)に温度検出点(10)である導電金属薄膜層をエピタキシャル成長させるステップをさらに備える請求項9乃至11の中のいずれかに記載のトランジスタの製造方法。
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