D芯片得以正常工作，还应在各功能单胞间设置互连金属13等，且使其与阴极14、阳极15等电连接。
[0046]进一步的，在该晶圆级LED芯片的暴露于所述空腔内的一面上还可连接有反射层16，而使前述功能单胞分布在该晶圆级LED芯片的另一面上。
[0047]进一步的，在本发明的一实施方案中，至少还可在所述晶圆级半导体器件的暴露于所述空腔内的一面的局部区域上分布有散热机构。
[0048]进一步的,请参阅图2a-图2b,所述散热机构可以包括连接于所述晶圆级半导体器件的一面上的若干鳍状散热片171，而该晶圆级半导体器件的另一面上分布有功能单胞。
[0049]进一步的,请参阅图3a-图3b,所述散热机构可以包括连接于所述晶圆级半导体器件的一面上的若干散热柱172，而该晶圆级半导体器件的另一面上分布有功能单胞。
[0050]进一步的，在一典型实施案例中，参阅图4，在前述散热结构中还可设置压块51，其中晶圆级半导体器件的周缘部被紧固夹持于所述压块与散热壳体之间，且所述晶圆级半导体器件的周缘部与所述压块与散热壳体之间还分别设有密封件，如O型密封圈53。其中还可利用螺栓52等紧固件将所述压块与散热壳体紧固连接。
[0051]而作为另一种可行的实施方案，亦可将所述散热壳体与所述晶圆级半导体器件焊接固定。例如，请参阅图7，可以利用焊料在基片与散热壳体之间形成焊料层3，从而将基片与散热壳体密封固定连接，如此可使该器件的结构更为简单紧凑。
[0052]前述的导热介质可采用流体形态的材料，例如水、导热油等。
[0053]为增加导热效率，可以在散热壳体上设置与所述空腔连通的导热介质入口和出口，以便导热介质可快速流通。
[0054]当然，前述导热介质亦可采用其它类型的相变材料，例如丙酮、酒精，等等。
[0055]且所述散热壳体可采用封闭式设计。参阅图5，在一典型实施例中，该相变散热器外壳23上可分布有若干中空的散热翅片24，在晶圆级半导体器件工作时，填充于其背面的散热柱172之间的相变散热液体61受热形成相变蒸汽62，并进入散热翅片与外界交换热量，继而重新凝聚为相变散热液体回流，实现热量的传导。
[0056]此外，对于晶圆级半导体发光器件，例如LED等，还可在器件的出光面上设置减反增透机构，其可以为光子晶体结构、大透镜、小透镜组等。
[0057]作为进一步优选的实施方案，对于LED等器件而言，还可以采用背面出光的结构设计，并在出光面上设置光子晶体结构421、大透镜422、小透镜组423等，这样一方面可以提高出光效率，另一方面还可使有源区暴露于导热介质中，从而进一步缩短导热路径，提高散热效率。当然，为实现这样的设计，LED器件应采用蓝宝石等透明衬底。另外，出于安全及保障LED器件的工作性能等方面的考虑，在该实施方案之中，导热介质优选采用绝缘导热介质，如导热油等。
[0058]总之，藉由本发明的设计，可使晶圆级半导体器件具有最短散热途径和最大散热效能，从而提高其工作稳定性，延长其使用寿命。
[0059]应当理解，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1.一种应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于包括与所述晶圆级半导体器件连接的至少一散热壳体，所述散热壳体内设有可储纳导热介质的空腔，且至少所述晶圆级半导体器件一面的至少与所述功能单胞相应的局部区域暴露于所述空腔内； 其中所述晶圆级半导体器件包括: 直径在2英寸以上的晶圆级基片， 形成于基片表面且并联设置的多个串联组，每一串联组包括串联设置的多个并联组，每一并联组包括并联设置的多个功能单胞，其中每一功能单胞均是由直接外延生长于所述基片表面的半导体层加工形成的独立功能单元， 以及导线，其至少电性连接于每一串联组中的一个选定并联组与所述半导体器件的一个电极之间和/或两个选定并联组之间，用以使所有串联组的导通电压基本一致。2.根据权利要求1所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于至少所述晶圆级半导体器件的暴露于所述空腔内的一面的至少局部区域上分布有散热机构。3.根据权利要求1-2中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述散热机构包括至少连接于所述晶圆级半导体器件的一面上的复数片状和/或柱状散热部件。4.根据权利要求1-3中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述散热结构包括并行排布在所述晶圆级半导体器件一面上的复数鳍状散热片或阵列分布在所述晶圆级半导体器件一面上的复数散热柱。5.根据权利要求1-4中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述晶圆级半导体器件的暴露于所述空腔内的一面上还连接有反射层，所述功能单胞分布在所述晶圆级半导体器件的另一面上。6.根据权利要求1-5中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述散热机构与所述晶圆级半导体器件的一面之间还设有反射层。7.根据权利要求1-6中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述散热壳体上还分布有与所述空腔连通的导热介质入口和出口。8.根据权利要求1-7中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述散热壳体具有封闭内腔，且所述散热壳体还具有复数中空散热翅片，所述散热翅片内腔与所述封闭空腔直接连通。9.根据权利要求1-8中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述晶圆级半导体器件为半导体发光器件，且所述半导体发光器件的出光面上还分布有减反增透机构。10.根据权利要求1-9中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述减反增透机构包括光子晶体结构或一个以上透镜机构。11.根据权利要求1-10中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于还包括压块，其中至少所述晶圆级半导体器件的周缘部被紧固夹持于所述压块与散热壳体之间，且至少所述晶圆级半导体器件的周缘部与所述压块与散热壳体之间还分别设有密封件。12.根据权利要求1-11中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于还包括用以将所述压块与散热壳体紧固连接的紧固件。13.根据权利要求1-10中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述散热壳体与所述晶圆级半导体器件焊接固定。14.根据权利要求1-13中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于该复数个功能单胞之间经互联金属电连接，并与晶圆级半导体器件的阴、阳极电连接。15.根据权利要求1-14中任一项所述的应用于晶圆级半导体器件的散热结构，其特征在于所述晶圆级半导体器件包括晶圆级LED器件。
【专利摘要】本发明公开了一种应用于晶圆级半导体器件的散热结构，包括与所述晶圆级半导体器件连接的至少一散热壳体，所述晶圆级半导体器件包括晶圆级基片及由生长在所述基片一面上的外延层直接加工形成的复数功能单胞，所述散热壳体内设有可储纳导热介质的空腔，且至少所述晶圆级半导体器件一面的至少与所述功能单胞相应的局部区域暴露于所述空腔内。优选的，至少所述晶圆级半导体器件的暴露于所述空腔内的一面的局部区域上分布有散热机构。本发明具有结构简单，易于组装维护、低成本等特点，可使晶圆级半导体器件具有最短散热途径和最大散热效能，从而提高其工作稳定性，延长其使用寿命。
【IPC分类】H01L23/367
【公开号】CN105023889
【申请号】CN201410173907
【发明人】蔡勇, 徐飞, 张亦斌
【申请人】中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月28日