[发明专利]一种片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件及制造方法

权利要求书

1.一种片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件，自上而下依次包括器件功能层(1)、势垒层(2)、缓冲层(3)和衬底层(4)，其特征在于，所述衬底层(4)中设置有阵列微流柱(5)，所述阵列微流柱(5)设置在有源区下面的近结区。

2.根据权利要求1所述的片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件，其特征在于，所述阵列微流柱(5)距离缓冲层(3)5-15微米，距离衬底层(4)背面5-15微米，阵列微流柱(5)中心与器件功能层(1)在垂直方向位置对应。

3.根据权利要求2所述的一种片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件，其特征在于，所述阵列微流柱(5)的直径尺寸为30um-150um，中心距尺寸为2-3倍的直径，阵列微流柱区域与器件功能层区的尺寸一致。

4.根据权利要求1、2或3任一所述的片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件，其特征在于，所述的衬底层(4)的材料包括Si、蓝宝石或者SiC中任一。

5.一种片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件的制造方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求3所述的氮化镓功率器件，所述方法包括氮化镓功率器件的制备和近结区阵列微流柱的制备，所述近结区阵列微流柱的制备包括以下步骤：

1)在已完成的氮化镓功率器件的正面涂一层保护层，对功能区进行保护，并采用键合技术进行将氮化镓功率器件正面和临时载片进行键合；

2)利用磨片机将氮化镓功率器件的衬底进行研磨减薄，减薄后剩余衬底厚度在80-200微米；

3)在氮化镓功率器件的衬底上光刻出阵列微流柱的刻蚀图形，衬底上的所述刻蚀图形位于氮化镓功率器件有源区的正下方近结区域，利用等离子体刻蚀机对衬底进行近结区微流柱刻蚀，直至距离氮化镓层5～15微米停止，完成近结区微流柱的刻蚀；

4)在新的衬底片的一面涂一层保护层，对该衬底面进行保护，并采用键合技术进行将氮化镓功率器件正面和临时载片进行键合；

5)利用磨片机将新衬底片进行研磨减薄，减薄后剩余衬底厚度在5-15微米；

6)在减薄后新衬底的减薄面旋涂一层BCB，将嵌入阵列微流柱的氮化镓功率器件的衬底与新衬底的减薄面相对在温度为200-250摄氏度的条件下键合，完成近结区微流柱的密封；

7)将两组临时键合载片除去，完成片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件的制备。

6.根据权利要求5所述的片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件的制造方法，其特征在于，步骤1中保护层包括氧化物、氮化物或BCB中任一。

7.根据权利要求5所述的片内阵列微流柱散热结构氮化镓功率器件的制造方法，其特征在于，步骤4中保护层包括氧化物、氮化物或BCB中任一。