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专利号: 2019114117780
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低应力高导热半导体衬底,其特征在于,包括衬底基体,所述衬底基体的背面设置有周期分布排列的孔洞;所述孔洞内填充有弹性纳米导热材料,且填充的弹性纳米导热材料与衬底基体的背面齐平,所述衬底基体的背面设置有焊料层,所述焊料层将弹性纳米导热材料密封在孔洞中;其中,孔洞总面积占衬底基体背面总面积的50~65%;所述孔洞的深度为10~15μm,单个孔洞的横截面的面积为1~10μm2。

2.根据权利要求1所述的低应力高导热半导体衬底,其特征在于,所述衬底基体的材质包括InP、GaAs、GaSb、InAs和Si中的一种。

3.根据权利要求1所述的低应力高导热半导体衬底,其特征在于,所述弹性纳米导热材料为石墨烯纳米片或银纳米线,

4.根据权利要求3所述的低应力高导热半导体衬底,其特征在于,所述石墨烯纳米片的片径尺寸为10~30nm,所述银纳米线的长度为10~30nm。

5.权利要求1~4任一项所述低应力高导热半导体衬底的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将衬底片的背面进行光刻处理,在所述衬底片的背面形成周期分布排列的孔洞图形,得到光刻衬底片;

将所述光刻衬底片进行刻蚀处理,在所述光刻衬底片的背面形成周期分布排列的孔洞,得到刻蚀衬底;

在所述刻蚀衬底的孔洞内填充弹性纳米导热材料,至弹性纳米导热材料与刻蚀衬底的背面齐平,之后在刻蚀衬底的背面制备焊料层,焊料层将弹性纳米导热材料密封在孔洞中,得到低应力高导热半导体衬底。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述光刻处理包括依次进行的衬底片清洗预处理、匀胶、软烘、曝光、坚膜和显影。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述刻蚀处理包括依次进行的湿法刻蚀和干法刻蚀,所述湿法刻蚀采用的腐蚀溶液为HBr和HNO3混合水溶液,所述干法刻蚀采用的刻蚀气体为SF6-Ar混合气体。

8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在所述刻蚀衬底的孔洞内填充弹性纳米导热材料的方法,包括以下步骤:在所述刻蚀衬底的背面涂覆弹性纳米导热材料分散液,在超声条件下使弹性纳米导热材料分散液填充到刻蚀衬底的孔洞内,干燥后完成弹性纳米导热材料的填充。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述弹性纳米导热材料分散液的浓度为1~5mg/mL。

10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述涂覆和超声的次数为若干次,所述超声的频率为110~130Hz,单次超声的时间为2.5~3.5min。