[发明专利]一种大功率限幅器及其制备方法

权利要求书

1.一种大功率限幅器，其特征在于，包括高导热导电衬底和位于高导热导电衬底上表面的PIN限幅二极管，所述高导热导电衬底下表面连接有下电极金属；所述高导热导电衬底热导率大于140W/m·K，电阻率不高于0.1Ω·cm。

2.根据权利要求1所述的大功率限幅器，其特征在于，所述高导热导电衬底材料为碳化硅、氮化镓。

3.一种制备如权利要求1所述的大功率限幅器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在PIN限幅二极管材料表面制备PIN限幅管正面工艺，刻蚀暴露出P⁺、I和N⁺的台面结构，制备出上电极金属；

2)在含有PIN二极管台面结构的材料正面旋涂粘附剂；

3)将含有PIN二极管台面结构的材料正面与临时载片正面相对临时键合；

4)将含有临时载片和PIN二极管台面结构的材料N⁺衬底进行减薄；

5)在完成减薄后的PIN二极管材料背面制备键合金属。

6)在高导热导电衬底正面制备键合金属；

7)将减薄后的PIN二极管背面和导电衬底正面进行键合；

8)将导电衬底背面进行减薄；

9)在完成减薄后的导电衬底背面制备下电极金属；

10)将临时载片与导电衬底进行分离，并清洗划片；

11)得到由高导热导电衬底及键合到其正面的PIN二极管构成的大功率限幅器。

4.根据权利要求3所述的大功率限幅器的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述PIN限幅二极管材料为Si或GaAs PIN，所述的P⁺层台面高度为0.5-3μm，I层台面高度为1μm-20μm，N⁺层台面高度为1-700μm，所述的上电极金属为TiPtAu、AuGeNiAu、PtSi、TiAl或Ni。

5.根据权利要求3所述的大功率限幅器的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的粘附剂为光刻胶、高温蜡类或BCB；所述步骤3)中的临时载片为蓝宝石、硅片、碳化硅片或氮化铝片；临时键合温度为80-350℃，压力为50MPa—5000MPa，时间为5-60分钟。

6.根据权利要求3所述的大功率限幅器的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中的衬底减薄方法为机械研磨、机械抛光、化学抛光、湿法腐蚀、干法刻蚀中的任意一种或多种，减薄后的N⁺层厚度不小于1μm，且不大于10μm；或者利用腐蚀停止层或者刻蚀停止层得到厚度不超过5um的N⁺层；

所述步骤5)中的键合金属为TiPtAu、AuGeNiAu、PtSi、TiAl或Ni。

7.根据权利要求3所述的大功率限幅器的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中的高导热导电衬底为碳化硅或GaN材料。

8.根据权利要求3所述的大功率限幅器的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中的键合金属为TiPtAu、AuGeNiAu、PtSi、TiAl或Ni；所述步骤7)中的键合方式为共晶键合、热压键合、活化键合或直接键合，键合温度为25℃到500℃，键合时间为10分钟-5小时。

9.根据权利要求3所述的大功率限幅器的制备方法，其特征在于，所述步骤8)中的衬底减薄方法为机械研磨、机械抛光、化学抛光、湿法腐蚀或干法刻蚀中的任意一种或多种，减薄后的导电衬底厚度为30μm-150μm。

10.根据权利要求3所述的大功率限幅器的制备方法，其特征在于，所述步骤9)中的下电极金属为TiPtAu、AuGeNiAu、PtSi、TiAl或Ni；所述步骤10)中的分离方法采用热解、光解或气解方式。