[发明专利]高功率元件总成

说明书

本发明是一种高功率元件总成，包含有一基板、一成核层、以及一高功率元件，该基板的材质为单晶碳化硅、单晶硅与单晶蓝宝石以外的其他材质，例如金(Au)、金合金、铜(Cu)、铜合金、钨铜(CuW)、钨铜合金、铜钼铜(CuMoCu)、铜钼铜合金、多晶或单晶钻石(polycrystalline or single crystalline diamond)、氮化铝陶瓷(AlN ceramic)、碳化硅陶瓷(SiC ceramic)或氧化铍陶瓷(BeO ceramic)，该成核层是为单晶氮化铝(AlN)、单晶氮化铝镓(AlGaN)或单晶氮化镓(GaN)材质且覆盖于该基板的表面；该高功率元件是覆设于该成核层的表面。借此，本发明可将高功率元件搭配非传统材质基板，以降低成本并扩增应用领域，且可达到商品化的质量要求。

技术领域

本发明与半导体元件有关，特别是指一种高功率元件总成。

背景技术

高功率元件例如应用在高频功率的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)，制造过程中磊晶所使用的基板材质主要为单晶硅(Si)、单晶碳化硅(SiC)或单晶蓝宝石(Sapphire)，这些传统材质基板中，硅与氮化镓的晶格常数与热膨胀系数的差异大(17％与54％)，容易让氮化镓产生缺陷，甚至破裂，蓝宝石的散热性不佳，只有单晶碳化硅的晶格常数不匹配度较低且导热性较佳，为磊晶质量较佳的选择，然而，单晶碳化硅基板的价格非常高，特别是高频功率应用的碳化硅磊晶基板必须为半绝缘，以6吋晶圆为例其价格约为硅基板的50倍，因此，业界长期以来有寻找替代材料的需求。

目前使用非上述传统材质的基板来磊晶成长氮化镓高电子迁移率晶体管的质量均不佳，无法达到商品化的质量需求，导致成本居高不下。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种高功率元件总成，可将氮化镓高电子迁移率晶体管等高功率元件搭配非传统材质基板，以降低成本并扩增应用领域，且可达到商品化的质量要求。

为了达成上述目的，本发明的高功率元件总成包含有一基板、一成核层、以及一高功率元件，该基板的材质为单晶碳化硅、单晶硅与单晶蓝宝石以外的其他材质，例如金(Au)、金合金、铜(Cu)、铜合金、钨铜(CuW)、钨铜合金、铜钼铜(CuMoCu)、铜钼铜合金、多晶或单晶钻石(polycrystalline or single crystalline diamond)、氮化铝陶瓷(AlNceramic)、碳化硅陶瓷(SiC ceramic)或氧化铍陶瓷(BeO ceramic)，该成核层是为单晶氮化铝(AlN)、单晶氮化铝镓(AlGaN)或单晶氮化镓(GaN)材质且覆盖于该基板的表面；该高功率元件是覆设于该成核层的表面。借此，本发明可将氮化镓高电子迁移率晶体管等高功率元件搭配非传统材质基板，以降低成本并扩增应用领域，且可达到商品化的质量要求。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的高功率元件总成的剖视图；

图2为本发明第二较佳实施例的高功率元件总成的剖视图。

【符号说明】

1,1a高功率元件总成

10基板 12成核层

14,14a高功率元件 16氮化镓层

18氮化铝镓层 20源极 22漏极

24绝缘层 26栅极

28缓冲层 30间隔层 32载子供应层

34阻障层 36源极 38漏极

40栅极

具体实施方式

以下通过二较佳实施例配合附图，详细说明本发明的技术内容及特征，如图1所示，是本发明第一较佳实施例所提供的高功率元件总成1，包含有一基板10、一成核层12、以及一高功率元件14。