导层以便形成第二传导层420上方的颗粒418。颗粒418形成液滴或凝聚体412。然后通过在凝聚体412上方进行溅射来形成第三传导层425。图3H示出了得到的结构的示例。
[0044]可以重复上面对步骤期望的次数直到达到期望的传导元件的厚度为止。
[0045]根据另外的实施例，也可使用形成热沉的不同方法。例如，可以在导电材料上方形成相变化材料以及随后可以进行图案化以便形成具有任意形状的凸块，例如矩形或圆形或曲线形。随后，在凸块上方可以形成另外的导电层，之后是形成相变化材料的另外的方法。例如，可例如通过光刻方法使用合适的掩模来图案化相变化材料。根据制备方法，相变化材料的夹杂物以规则或不规则图案进行布置。
[0046]图4概述了根据一实施例的制备热沉的一般方法的步骤。该方法包括形成(S400)导电材料和形成(S410)相变化材料的多个凝聚体，该相变化材料具有在150°C和400°C之间的相变温度。该方法还包括在导电材料和凝聚体的表面上方形成(S420)导电层。随后，可以进一步处理(S430)热沉，例如，通过图案化材料或通过形成另外的层，例如，包括在热沉上方的绝缘材料。
[0047]如上面已经描述的，本实施例有效地提供了一种导电元件，其可在高效率下吸收热。由于相变化材料夹杂物经受相变化的事实，可被存储的每质量单位的能量的量可被大大增加。更详细地，当将Cu或Al加热上升一度时，可通过熔化工艺存储的每质量单位的能量的量比可通过热容量存储的能量高接近两个数量级。因此，由于相变化材料的存在，可消散大量的热。结果，可以避免半导体材料或基底材料的过热。结果，可避免诸如界面层离或破裂的应力诱导的影响。此外，可增加器件的寿命。特别地，由于有效的热吸收，可以避免当半导体材料的膨胀系数不同于金属化层的膨胀系数时出现的问题。
[0048]例如，所述的导电元件可用在金属化层中，其借助于接合线电耦合至外部部件。此夕卜，导电元件可被设置在接近于半导体材料或基底材料的表面的区中以便有效地散热。
[0049]由于可被所述导电元件吸收的增加的能量的量以及热传递过程的效率，该导电元件的厚度可相对于常规导电元件被减小。结果，可以避免在制备半导体器件器件期间的诸如晶片弯曲的问题。此外，由于导电元件减小的厚度，可避免应力诱导的影响，诸如界面层离或破裂。因此，可以增加器件的寿命。根据另外的实施例，在导电元件上方可设置绝缘材料。
[0050]尽管上面已经描述了本发明的实施例，但是明显的是，可以实现另外的实施例。例如，另外的实施例可包括权利要求中记载的特征的任何子组合或上面给出的示例中描述的元件的任何子组合。因此，所附权利要求的该精神和范围不应当被限制为本文中所包含的实施例的描述。
【主权项】
1.一种功率半导体器件(190，195)包括: 半导体主体(100)，形成在半导体主体中的功率半导体器件的有源部分，以及 导电元件(200)，电耦合至半导体主体(100)中的至少一个有源部分，该导电元件(200)包括: 导电材料(210);以及 多个相变化材料的夹杂物(220)，该相变化材料具有在150°C和400°C之间的相变温度Tc， 该夹杂物(220)彼此分离并嵌入导电材料(210)中。2.根据权利要求1所述的功率半导体器件(190，195)，其中相变化材料在温度低于Tc处为固态，在温度高于Tc处为液态。3.根据权利要求1或2所述的功率半导体器件(190，195)，其中相变化材料是选自由锡、铋、锌和铟组成的组中的至少一个。4.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中导电材料(210)是金属。5.根据权利要求4所述的功率半导体器件(190，195)，其中所述金属是铝或铜。6.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中夹杂物(220)具有0.1至10微米的直径。7.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中相变化材料相对于导电元件(200)的质量比为大于30质量％且小于95质量％。8.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中相变化材料相对于导电元件(200)的体积比为大于35体积％且小于95体积％。9.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中导电元件(200)具有在1微米和100微米之间的厚度。10.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中导电元件(200)被图案化以形成各行。11.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中导电元件(200)被设置在半导体主体的至少一侧上并且被图案化以形成布线结构。12.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190，195)，其中导电元件被配置为从半导体主体中的有源部分向第一或第二负载端子传导电流。13.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件(190)， 其中半导体器件(190)是垂直半导体器件，其包括在半导体衬底的第一侧处的第一负载端子接触和在半导体衬底的与第一侧相对的第二侧处的第二负载端子接触，以及其中该半导体器件被配置为在第一和第二负载端子接触之间沿垂直于主表面的垂直方向传导负载电流， 该导电元件被配置为从半导体主体中的部件向第一或第二负载端子传导电流。14.根据前述权利要求中的任何一项所述的功率半导体器件，还包括晶体管单元阵列，该导电元件电耦合至由晶体管单元阵列的源端子、晶体管单元阵列的漏端子、和晶体管单元阵列的栅端子组成的组中的至少一个。15.—种制备功率半导体器件(190，195)的方法，该功率半导体器件包括半导体主体(100)，形成在半导体主体中的功率半导体器件的有源部分，以及导电元件(200)，其中形成导电元件(200)包括: 形成导电材料(400);和 形成多个相变化材料的凝聚体(412)，该相变化材料具有在150°C和400°C之间的相变温度。16.根据权利要求15所述的方法，还包括在导电材料(400)和凝聚体(412)的表面上方形成导电层(415)。17.根据权利要求16所述的方法，其中通过溅射形成薄层。18.根据权利要求15-17中的任何一项所述的方法，其中形成多个凝聚体(412)包括通过派射在导电材料(400)上形成相变化材料的20至lOOOnm的薄层。19.根据权利要求15-18中的任何一项所述的方法，其中相变化材料是选自由锡、铋、锌和铟组成的组中的至少一个。20.根据权利要求15-19中的任何一项所述的方法，其中凝聚体(412)的直径是0.05至10微米。
【专利摘要】本发明涉及导电元件、包含导电元件的功率半导体器件及制备方法。一种导电元件(200)包括导电材料(210)以及多个相变化材料的夹杂物(220)。该相变化材料具有在150°和400°之间的相变温度Tc。该夹杂物(220)彼此分离并嵌入导电材料(210)中。
【IPC分类】H01L23/48, H01L21/60, H01L23/373
【公开号】CN105261600
【申请号】CN201510571361
【发明人】M·内尔希贝尔, S·勒尔, S·韦勒特
【申请人】英飞凌科技股份有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年7月8日
【公告号】DE102014109489A1, US20160013117