[发明专利]实现大功率GaN器件层散热的三维异质结构的封装方法

摘要

本发明针对大功率GaN器件三维异质集成与器件层散热一体化需求，提出了一种实现大功率GaN器件层散热的三维异质结构的封装方法，利用GaN芯片体‑TSV射频转接板‑硅支撑块等多个叠层衬底实现立体折叠微流道设计，微流体从封装壳体底层流入后拾阶而上冷却GaN器件层热点然后拾阶而下流出，克服了传统TSV三维集成技术内嵌微流道从TSV转接板向大功率GaN芯片体内延伸时存在分流设计、传统立体微流道与封装体‑芯片集成与兼容制造等难题，进一步实现了高可制造性、高散热效率、高稳定性的三维射频异质集成应用，具有重要意义。

主权项

1.一种实现大功率GaN器件层散热的三维异质结构的封装方法，其特征在于包括如下步骤：1)在GaN芯片的背面蚀刻制作第一开放微流道结构；2)将内嵌第一垂直微流道和第一金属化硅通孔的第一基板组装在带有第二开放微流道的金属封装壳体上；所述第一微流道和第一金属化硅通孔分别沿着第一基板的厚度方向设置；将第一GaN芯片通过键合在第一基板远离金属封装壳体的一面上，使得第一GaN芯片的第一开放微流道与第一基板的第一垂直微流道密闭连接；3)将其他微电子功能芯片集成至第一基板远离金属封装壳体的一面上；4)将内嵌第二垂直微流道和第二金属化硅通孔电学互连的硅支撑块键合于第一基板远离金属封装壳体的一面上；所述支撑块位于GaN芯片的两侧；所述第二垂直微流道和第二金属化硅通孔分别沿着支撑块的厚度方向设置；所述第二垂直微流道和第一垂直微流道连通；5)将内嵌第三垂直微流道和第三金属化硅通孔电学互连的第二基板堆叠键合在支撑块之上；所述第三垂直微流道和第三金属化硅通孔分别沿着第二基板的厚度方向设置；所述第三垂直微流道和第二垂直微流道连通；6)将第二GaN芯片键合在第二基板远离第一基板的一面上，使得第二GaN芯片的开放微流道与第二基板的第三垂直微流道密闭连接；7)将其他微电子功能芯片集成至第二基板远离第一基板的一面上。