[发明专利]背面漏极引出的HEMT器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种背面漏极引出的HEMT器件及其制备方法，该器件包括：由下向上依次层叠的漏极电极、衬底、沟道层及势垒层；位于元胞区的源极、栅极及漏极；位于源极及栅极上方的源极电极及栅极电极；漏极互连金属柱，贯穿元胞区外的终端隔离区，一端与漏极电连接，另一端与漏极电极接触连接。通过漏极互连金属柱将漏极电极引到器件背面，形成源极电极及栅极电极形成在器件正面，漏极电极形成在器件背面的结构，该结构可形成芯片正反两面的散热通道，大大提高电极利用率；同时背面漏极电极的实现可以兼容已有的封装方式，更有利于HEMT器件的封装设计；再者，将漏极互连金属柱设置于元胞区外的终端隔离区不会在工艺过程中对元胞区产生损伤。

技术领域

本发明属于半导体功率电子器件领域，特别是涉及一种背面漏极引出的HEMT器件及其 制备方法。

背景技术

如今，人类的生产生活离不开电力，而随着人们节能意识的提高，高转换效率的功率半 导体器件已经成为国内外研究的热点。功率半导体器件应用广泛，如家用电器、电源变换器 和工业控制等，不同的额定电压和电流下采用不同的功率半导体器件。高电子迁移率晶体管 (HEMT，High Electron Mobility Transistor)是国内外发展热点，且已经在诸多领域取得突 破，尤其在高温、高功率以及高频等方面具有广阔应用前景。

HEMT具有异质结构，在该异质结构的界面处可以形成导电沟道，特别是二维电子气 (2DEG)沟道。例如，HEMT由于其高击穿阈值以及在其导电沟道中的高电子迁移率和高电荷载流子密度而被用作高频开关和功率开关；另外，HEMT的导电沟道中的高电流密度提供导电沟道的低导通状态电阻(或简单地RON)，因而HEMT受到人们的广泛赏识。

HEMT器件与传统硅基器件工作原理有所区别，这就决定了常见的HEMT器件结构源极、栅极、漏极电极(PAD)均在芯片正面一侧，相当于只有芯片正面提供了散热通道，这 极大地限制了电极利用率，不利于器件的散热；其次，封装时会造成芯片在封装框架上的固晶困难，增大HEMT器件的封装难度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种背面漏极引出的HEMT器件 及其制备方法，用于解决现有技术中的HEMT器件散热效率低且封装难度较大等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种背面漏极引出的HEMT器件，所述所 述HEMT器件包括：

由下向上依次层叠的漏极电极、衬底、沟道层及势垒层；

位于元胞区的源极、栅极及漏极；

位于所述源极及所述栅极上方的源极电极及栅极电极，并通过正面互连金属柱及正面 互连金属层分别与所述源极及所述栅极电连接；

漏极互连金属柱，贯穿所述元胞区外的终端隔离区，且所述漏极互连金属柱的一端通过 所述正面互连金属层及所述正面互连金属柱与所述漏极电连接，另一端与所述漏极电极接触 连接。

可选地，所述势垒层上形成有绝缘介质层，所述源极、栅极、漏极、正面互连金属柱、 正面互连金属层及漏极互连金属柱均形成于所述绝缘介质层中。

可选地，所述终端隔离区与所述元胞区最边缘的所述漏极之间的最小间距大于5μm；所 述漏极互连金属柱与所述终端隔离区靠近所述漏极一侧的边缘之间的最小间距大于10μm； 所述漏极互连金属柱与划片道之间的最小间距大于10μm。

可选地，所述漏极互连金属柱的宽度不小于20μm，高度不小于300μm。

可选地，所述源极电极及所述栅极电极的材料为铜铝合金；所述漏极电极为钛层、镍层 及银层中的一层单层或两层以上的叠层；所述漏极互连金属柱的材料为钨。

可选地，所述沟道层的材料包括GaN，所述势垒层的材料包括AlGaN。