[发明专利]器件用热沉、半导体器件及器件用热沉的制备方法

说明书

本申请涉及一种器件用热沉、半导体器件及器件用热沉的制备方法，本申请的器件用热沉包括：单晶碳化硅层、第一过渡层、第一金属堆叠层、第二过渡层和第二金属堆叠层，单晶碳化硅层具有两个相对设置的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面均为毛面；第一过渡层设于第一表面上；第一金属堆叠层设于第一过渡层上；第二过渡层设于第二表面上；第二金属堆叠层设于第二过渡层上；其中，第一金属堆叠层与第二金属堆叠层的材质和层数不同。本申请采用单晶碳化硅层作为导热绝缘基板，导热率较高。再者，本申请通过单晶碳化硅层表面进行毛化处理，提高单晶碳化硅层的待加工表面与过渡层的结合强度。

技术领域

本申请涉及半导体的技术领域，具体而言，涉及一种器件用热沉、半导体器件及器件用热沉的制备方法。

背景技术

半导体器件(semiconductor device)是导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件，可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。半导体器件中常需要设置热沉（heat sink）以帮助散热从而稳定工作温度。

现有技术，有将氮化铝（AlN）陶瓷表面金属化作为芯片封装热沉，它热导率约200W/（m·K），导热率不高，导致芯片节温升高，光电效率下降，可靠性下降，芯片功率不高。

发明内容

本申请的目的是提供一种器件用热沉、半导体器件及器件用热沉的制备方法，其采用单晶碳化硅层作为导热绝缘基板，导热率较高。

为了实现上述目的，

第一方面，本发明提供一种应用于半导体器件的器件用热沉，包括：单晶碳化硅层、第一过渡层、第一金属堆叠层、第二过渡层和第二金属堆叠层，所述单晶碳化硅层具有两个相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面均为毛面；所述第一过渡层设于所述第一表面上；所述第一金属堆叠层设于所述第一过渡层上；所述第二过渡层设于所述第二表面上；所述第二金属堆叠层设于所述第二过渡层上；其中，所述第一金属堆叠层与第二金属堆叠层的材质和层数不同。

于一实施例中，所述第一金属堆叠层包括：第一铜层、第一镍层、第一金层和焊料附着层，第一铜层设于所述第一过渡层背离所述第一表面的表面上；第一镍层设于所述第一铜层背离第一过渡层的表面上；第一金层设于所述第一镍层背离第一铜层的表面上；焊料附着层设于所述第一金层背离第一镍层的表面上。

于一实施例中，所述第二金属堆叠层包括：第二镍层和第二金层，所述第二镍层设于所述第二过渡层背离第二表面的表面上；所述第二金层设于所述第二镍层背离第二过渡层的表面上。

于一实施例中，所述第一表面和所述第二表面上分别开设有至少一个加工槽，在每个所述加工槽内填充有填料。

于一实施例中，所述填料的材质包括铜，所述第一过渡层和所述第二过渡层的材质均包括钛。

第二方面，本发明提供一种半导体器件，包括功率部件以及前述实施例的器件用热沉，所述功率部件设于所述器件用热沉上。

第二方面，本发明提供一种器件用热沉的制备方法，包括：

提供单晶碳化硅层，所述单晶碳化硅层具有两个相对设置的待加工表面；

对两个所述待加工表面分别进行毛化处理；

在两个所述待加工表面分别形成过渡层；

在两个所述过渡层的表面分别形成金属堆叠层。

于一实施例中，所述对两个所述待加工表面分别进行毛化处理，包括：

对两个所述待加工表面分别进行紫外激光处理。

于一实施例中，所述对两个所述待加工表面分别进行毛化处理之后，所述在两个所述待加工表面分别形成过渡层之前，包括：