[发明专利]一种功率器件的散热结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子学领域，尤其涉及一种具有散热微型沟道 (Microchannel)的功率器件(Power Device)的散热结构及其制造方 法。

背景技术

功率器件已广泛应用于国防、医疗、航空航天、汽车等领域。随 着功率器件向着微型化和高功率方向发展，如何高效的散热已经成为 制约功率器件发展的瓶颈。传统电子设备的散热装置是利用翅片结构 增加散热面积并通过风扇转动形成强迫对流带走热量，但是它存在噪 音大的问题。热泵是用于电子设备另外一种广泛应用的散热装置，其 原理是利用冷却剂的蒸发与冷凝达到散热的目的，但是它存在占用空 间大的问题，无法微型化。

为了解决电子设备的散热问题，有人提出基于微型沟道结构的射 流冷却方法，已经应用于常规的集成电路晶片封装。但是前人提出的 微型沟道结构主要制作在芯片的硅层上，主要应用在倒装芯片(Flip Chip)和球栅阵列封装结构(BGA)等。尚未见到基于微型沟道结构 的冷却方法应用于功率芯片，如金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。

发明内容

为了克服已有的用于功率器件散热结构存在的不能同时满足微型 化和噪音小的不足，本发明提供一种能够同时满足微型化和噪音小、 且散热效率高的功率器件的散热结构及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种功率器件的散热结构，所述功率器件散热结构包括漏极金属 层与金属覆盖层，所述漏极金属层沉积在功率裸晶圆片背面上，金属 覆盖层设有纵向与横向贯穿的微型沟道，微型沟道设置有冷却液的进 口和出口，金属覆盖层与漏极金属层键合焊接。

作为优选的一种方案：所述微型沟道通过蚀刻方法在金属覆盖层 上形成。

一种功率器件的散热结构的制造方法，所述制造方法包括以下步 骤：

(1)、将功率裸晶圆片置于第一载体上，功率裸晶圆片背面朝上；

(2)、对功率裸晶圆片背部进行研磨，并进行背面金属化处理，形成 漏极；

(3)、将与功率裸晶圆片纵、横向尺寸相同的金属圆片置于第二载体 上，在所述金属片上蚀刻出纵向与横向贯穿的微型沟道，最后蚀刻出 冷却液的进口和出口；

(4)、将金属化后的功率裸晶圆片翻转过来，并与完成微型沟道制作 的金属圆片进行键合焊接；

(5)、去除第一载体和第二载体，切割键合后的晶圆片，完成功率器 件的散热结构的安装。

本发明的技术构思为：冷却液从进口进入，经过微型沟道，从出 口出去，形成了冷却循环。通过冷却液的流动和循环带走了热量，起 到降温作用。

本发明的有益效果主要表现在：同时满足微型化和噪音小、且散 热效率高。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是图1的仰视图。

图3是图1的左视图。

图4是图1的微型沟道的剖视图。

图5是图1的微型沟道的背面进、出口位置示意图。

图6(a)～(e)是本发明制造过程示意图。

图7是本发明的具体应用实例示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1～图5，一种功率器件的散热结构，所述功率器件散热结 构包含漏极金属层3与金属覆盖层1，漏极金属层3沉积在功率裸晶 圆片4背面上，金属覆盖层1设有纵向与横向贯穿的微型沟道2，微 型沟道2设置有冷却液的进口5和出口6，金属覆盖层1与漏极金属 层3键合焊接。

本实施例的功率裸晶圆片4包含源极41、栅极42、栅极总线43、 电介质44、硅45、源极金属46、栅极金属47。

实施例2

参照图1～图7，一种一种功率器件的散热结构的制造方法，所述 制造方法包括以下步骤：

(1)将功率裸晶圆片4置于第一载体7上，功率裸晶圆片4背面朝上；

(2)对功率裸晶圆片4背部进行研磨，并进行背面金属化处理，形成 漏极；