半导体器件、半导体器件的制备方法及电子设备技术

技术编号：41524722 阅读：13 留言：0更新日期：2024-06-03 22:58

本申请实施例提供一种半导体器件、电子设备及半导体器件的制备方法。涉及半导体技术领域。提供一种可以降低热阻的半导体器件。该半导体器件包括衬底、形成在衬底上的功能层，以及，形成在功能层的远离衬底一侧的多个电极、源极焊盘、漏极焊盘和栅极焊盘；栅极焊盘和漏极焊盘相对布设，且均沿第一方向延伸；多个电极包括相分离的第一组电极和第二组电极，第一组电极和第二组电极沿第一方向排布在栅极焊盘和漏极焊盘之间的空间内；第一组电极和第二组电极之间的空间内设置有源极焊盘。通过将源极焊盘插入至两个电极组形成的有源区之间，以降低每一个有源区的最高温度，降低热阻。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件、具有该半导体器件的电子设备，以及半导体器件的制备方法。

技术介绍

1、随着第五代移动通信技术(5th generation of wireless communicationstechnologies，5g)的发展，通信领域对半导体器件提出了更高频率、更高输出功率和效率的需求。

2、比如，氮化镓(gallium nitride，gan)基器件，相比于横向扩散金属氧化物半导体(laterally-diffused metal-oxide semiconductor，ldmos)，不仅具有更高的饱和电流和功率密度，还可以有效地降低器件面积，实现小尺寸器件，因此，被广泛应用，比如，可以被应用在雷达、无线通信、导航、卫星通讯、电子对抗设备等系统中。

3、但是，由于gan器件外延工艺成本较高，因此要求单颗器件具有尽量小的面积来降低器件成本。较小的面积上功率密度较大，必然又会带来散热困难的问题。那么，热阻较高的器件，在后续工作过程中，相同功率下的结温较高，从而会加速器件的老化失效。

4、所以，基于gan材料的半导体器件，如何有效降低热阻，成为待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种半导体器件、具有该半导体器件的电子设备，以及半导体器件的制备方法。通过改变源极焊盘、栅极焊盘或者漏极焊盘在器件上的布局，以减低该半导体器件的热阻，提升器件性能。

2、为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：</p>

3、一方面，本申请提供了一种半导体器件。比如，该半导体器件可以是氮化镓(gallium nitride，gan)基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，hemt)。

4、该半导体器件包括：衬底、形成在衬底上的功能层，以及，形成在功能层的远离衬底一侧的多个电极、源极焊盘、漏极焊盘和栅极焊盘；多个电极包括多个源极、多个漏极和多个栅极，多个源极与源极焊盘电连接，多个漏极与漏极焊盘电连接，多个栅极与栅极焊盘电连接；栅极焊盘和漏极焊盘相对布设，且均沿第一方向延伸；多个电极包括相分离的第一组电极和第二组电极，第一组电极和第二组电极沿第一方向排布在栅极焊盘和漏极焊盘之间的空间内；第一组电极和第二组电极之间的空间内设置有源极焊盘。

5、在本申请给出的半导体器件中，该半导体器件的第一组电极和第二组电极中的多个电极的排布方向，与漏极焊盘和栅极焊盘的延伸方向一致。通过将多个电极分割为相分离的第一组电极和第二组电极，并将源极焊盘设置在第一组电极和第二组电极之间的空间内，相当于利用源极焊盘将发热体(电极所处位置)划分为独立的两个发热体(即第一组电极和第二组电极)。这样的话，相比多个电极不分离，而连续设置，本申请可以削弱热量集中，利用源极焊盘所处的无源区进行散热，以降低该器件的热阻，提升散热效果。

6、在一种可能实现的方式中，第一组电极中的多个电极的排布方向，和第二组电极中的多个电极的排布方向均与第一方向平行；或者，第一组电极中的多个电极的排布方向，和第二组电极中的多个电极的排布方向均与第一方向相交，比如，第一组电极中的多个电极的排布方向，和第二组电极中的多个电极的排布方向均与第一方向垂直。

7、在一种可能实现的方式中，源极焊盘包括第一源极焊盘和第二源极焊盘；第一源极焊盘和第二源极焊盘均位于第一组电极和第二组电极之间的空间内。

8、相比于将第一源极焊盘和第二源极焊盘设置在多个电极所处有源区之外的无源区内，不仅可以提升器件散热效果，还不会增加器件尺寸。

9、在一种可能实现的方式中，第一源极焊盘和第二源极焊盘的排布方向与第一方向平行。

10、通过将第一源极焊盘和第二源极焊盘沿与栅极焊盘平行方向排布，可以增加第一组电极和第二组电极之间的间距，增加第一组电极和第二组电极之间的无源区面积，进一步提升散热效果。

11、在一种可能实现的方式中，第一源极焊盘和第二源极焊盘的排布方向与第一方向垂直。

12、相比于将第一源极焊盘和第二源极焊盘均设置在多个电极所处有源区之外的无源区内，在保障散热效果相当的前提下，还可以减小器件尺寸。

13、在一种可能实现的方式中，源极焊盘包括第一源极焊盘和第二源极焊盘；多个电极还包括第三组电极，第一组电极、第二组电极和第三组电极沿第一方向排布在栅极焊盘和漏极焊盘之间的空间内，第二组电极位于第一组电极和第三组电极之间；第一源极焊盘位于第一组电极和第二组电极之间的空间内，第二源极焊盘位于第二组电极和第三组电极之间的空间内。

14、当多个电极被分割为不仅包括第一组电极和第二组电极，还包括第三组电极时，可以将第一源极焊盘设置在第一组电极和第二组电极之间，第二源极焊盘设置在第二组电极和第三组电极之间，从而将多个电极分割为至少三个独立的发热体。

15、在一种可能实现的方式中，第一组电极、第二组电极和第三组电极中的多个电极的排布方向，均与第一方向平行；第一组电极和第三组电极，相对第二组电极靠近半导体器件的边缘；第一组电极中的电极数量，大于第二组电极中的电极数量；第三组电极中的电极数量，大于第二组电极中的电极数量。

16、将靠近器件边缘的电极组的电极数量，设计的小于靠近器件中心的电极组的电极数量，从而，可以充分利用器件边缘的无源区进行散热，进一步的降低热阻，提升散热效果。

17、在一种可能实现的方式中，栅极焊盘包括第一栅极焊盘段和第二栅极焊盘段，沿与第一方向相垂直的方向，第一栅极焊盘段的宽度尺寸大于第二栅极焊盘段的宽度尺寸；漏极焊盘包括第一漏极焊盘段和第二漏极焊盘段，沿与第一方向相垂直的方向，第一漏极焊盘段的宽度尺寸大于第二漏极焊盘段的宽度尺寸。

18、此方式中，栅极焊盘包括宽度较宽的部分和宽度较窄的部分，以及，漏极焊盘包括宽度较宽的部分和宽度较窄的部分，比如，可将第一组电极设置在栅极焊盘的宽度较宽的部分和漏极焊盘的宽度较窄的部分之间，将第二组电极设置在栅极焊盘的宽度较窄的部分和漏极焊盘的宽度较宽的部分之间，这样可以使得第一组电极的高温区域，与第二组电极的高温区域错开，削弱热量集中的现象，进而，降低热阻，提升散热效果。

19、在一种可能实现的方式中，第一漏极焊盘段与第二栅极焊盘段相对，第一组电极位于第一漏极焊盘段与第二栅极焊盘段之间的空间内；第二漏极焊盘段与第一栅极焊盘段相对，第二组电极位于第二漏极焊盘段与第一栅极焊盘段之间的空间内；第一组电极中的多个电极的排布方向，和第二组电极中的多个电极的排布方向均与第一方向平行。

20、可以减小该器件的与第一方向相垂直方向上的尺寸，使得该器件满足小型化设计要求。

21、在一种可能实现的方式中，第一漏极焊盘段与第一栅极焊盘段相对，第一组电极位于第一漏极焊盘段与第一栅极焊盘段之间的空间内；第二漏极焊盘段与第二栅极焊盘段相对，第二组电极位于第二漏极焊盘段与第本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述源极焊盘包括第一源极焊盘和第二源极焊盘；

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一源极焊盘和所述第二源极焊盘的排布方向与所述第一方向平行。

5.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述源极焊盘包括第一源极焊盘和第二源极焊盘；

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述第一组电极、所述第二组电极和所述第三组电极中的多个电极的排布方向，均与所述第一方向平行；

7.根据权利要求1-5中任一项所述的半导体器件，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，

11.根据权利要求7-10中任一项所述的半导体器件，其特征在于，

12.根据权利要求7-11中任一项所述的

13.根据权利要求7-12中任一项所述的半导体器件，其特征在于，

14.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在形成所述栅极焊盘和所述漏极焊盘时，包括：

16.根据权利要求15所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在制得所述第一栅极焊盘段、所述第二栅极焊盘段、所述第一漏极焊盘段和所述第二漏极焊盘段时，还包括：

17.根据权利要求15所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在制得所述第一栅极焊盘段、所述第二栅极焊盘段、所述第一漏极焊盘段和所述第二漏极焊盘段时，还包括：

18.一种半导体器件，其特征在于，包括：

19.根据权利要求18所述的半导体器件，其特征在于，

20.根据权利要求19所述的半导体器件，其特征在于，所述第一组电极中的多个电极的排布方向，和所述第二组电极中的多个电极的排布方向均与所述第一方向相交；

21.根据权利要求20所述的半导体器件，其特征在于，所述第二组电极相对所述第一组电极靠近所述半导体器件的边缘。

22.根据权利要求21所述的半导体器件，其特征在于，所述多个电极还包括第三组电极，所述第三组电极和所述第二组电极沿所述第一方向排布在所述第二漏极焊盘段与所述第一栅极焊盘段之间的空间内；

23.根据权利要求18所述的半导体器件，其特征在于，

24.根据权利要求18-23中任一项所述的半导体器件，其特征在于，

25.根据权利要求18-24中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一漏极焊盘段的远离所述第一组电极的侧面，与所述第二栅极焊盘段的远离所述第二组电极的侧面相齐平；

26.根据权利要求18-25中任一项所述的半导体器件，其特征在于，

27.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

28.根据权利要求27所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在制得所述第一栅极焊盘段、所述第二栅极焊盘段、所述第一漏极焊盘段和所述第二漏极焊盘段时，还包括：

29.根据权利要求28所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在形成所述第一组电极组和所述第二组电极时，包括：

30.一种电子设备，其特征在于，包括：

31.根据权利要求30所述的电子设备，其特征在于，

...

【技术特征摘要】