本发明属于半导体功率器件，尤其涉及一种宽禁带半导体器件结构及制备方法。
背景技术：
0、技术背景
1、以氮化镓为代表的第三代半导体材料具有宽禁带、高电子饱和速率、高击穿场强等优异的电学性能。第三代半导体器件在输出大功率的同时会产生高热流密度，导致器件结温急剧升高，对器件的性能和可靠性产生严重影响，甚至造成器件的毁坏。
2、传统宽禁带半导体器件结构决定晶体管内部的热量只能向下传导，通过衬底向外部散热。虽然目前已经采用具有高导热系数的金刚石、碳化硅和蓝宝石等作为衬底材料，但依然不能满足宽禁带半导体器件的散热需求。目前氮化镓器件功率密度性能只能达到理论值的20%~30%。散热瓶颈已经严重制约了氮化镓等功率器件性能发挥。
3、和衬底相比，宽禁带半导体器件顶端钝化层距离有源区的距离更近，具有更短的散热路径，然而目前尚无针对功率器件近结区顶端钝化层的散热结构设计。
技术实现思路
1、本发明提供一种宽禁带半导体器件及制备方法，通过钝化层结构设计将固液相变材料集成到功率器件的近结区顶端，提高芯片近结区的散热能力，解决宽禁带半导体大功率器件内部温度过高导致性能受到限制的问题。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一方面，本发明提供一种宽禁带半导体器件结构，自下而上包括衬底层、过渡层、宽禁带半导体材料层、漏极、源极、势垒层、栅极和钝化层，所述钝化层中设计有包含微柱列的微腔；
4、所述微腔布置在所述栅极顶端近结区；所述微腔内放置有固态固液相变材料；
5、所述微腔的宽度与所述势垒层的宽度一致，所述微柱列中每个微柱的中心线与所述微腔底面垂直，所述微柱的高度与所述微腔的深度一致。
6、进一步的，所述微腔的底部到所述势垒层顶部的厚度为100-800nm，所述微腔的顶部距离所述钝化层顶端为1-2μm，所述微腔的深度为1-5μm。
7、进一步的，所述微柱列的排列方式包括：线性阵列和环形阵列；
8、所述微柱的直径为0.5-1.5μm，相邻微柱的中心距为1-3倍的直径。
9、进一步的，所述固态固液相变材料在所述微腔内的体积填充率在90%-95%之间。
10、第二方面，本发明提供一种上述的宽禁带半导体器件结构的制备方法，包括：
11、s1、进行宽禁带半导体器件结构的衬底层、过渡层、宽禁带半导体材料层、漏极、源极、势垒层、栅极和钝化层的制备；
12、s2、在所述宽禁带半导体器件结构的顶端钝化层上光刻出微柱列的刻蚀图像，所述刻蚀图像位于所述栅极顶端的近结区域，且刻蚀后形成的微腔的宽度与所述势垒层的宽度一致，刻蚀后形成的微柱的中心线与所述微腔底面垂直，微柱的高度与所述微腔的深度一致；
13、s3、在所述微柱之间的刻蚀槽内，填入固态固液相变材料；
14、s4、将填充有所述固态固液相变材料的宽禁带半导体器件进行加热至完全液化；
15、s5、将冷却后的所述宽禁带半导体器件结构的顶端钝化层进行封装。
16、进一步的，将填充有所述固态固液相变材料的宽禁带半导体器件进行加热是指，
17、将填充有所述固态固液相变材料的宽禁带半导体器件置于加热炉中，在氩气气氛下进行加热至所述固态固液相变材料完全液化。
18、进一步的，所述加热温度比所述固态固液相变材料的熔点高5-10℃。
19、进一步的，所述将冷却后的所述宽禁带半导体器件结构的顶端钝化层进行封装，包括：
20、制备新的钝化层片；
21、在新的钝化层片的一面涂一层保护层，以及对没有涂敷保护层的一面进行研磨，得到满足厚度要求的钝化层片；
22、将新的钝化层片的研磨面覆盖在冷却后的所述宽禁带半导体器件结构的顶端钝化层上，进行键合，在所述钝化层中形成微腔，且所述微腔中包含微柱列；
23、去除所述新的钝化层片上的保护层，得到制备完成的宽禁带半导体器件结构。
24、进一步的，所述满足厚度要求的钝化层片的厚度为1-2μm。
25、与现有的宽禁带半导体器件的结构相比，本发明的显著优点为：在宽禁带半导体器件近结区顶端的钝化层设计了具有微柱列的微腔结构，微腔内封装有固态固液相变材料，从而将相变材料吸/储热技术应用到宽禁带半导体器件的近结区顶端，拓展了有源区的散热路径，降低了散热热阻，极大提高了功率器件的散热能力，有利于进一步提高功率器件的功率密度，进而提升功率器件的性能。
1.一种宽禁带半导体器件结构，自下而上包括衬底层、过渡层、宽禁带半导体材料层、漏极、源极、势垒层、栅极和钝化层，其特征在于，所述钝化层中设计有包含微柱列的微腔；
2.根据权利要求1所述的一种宽禁带半导体器件结构，其特征在于，所述微腔的底部到所述势垒层顶部的厚度为100-800nm，所述微腔的顶部距离所述钝化层顶端为1-2μm，所述微腔的深度为1-5μm。
3.根据权利要求2所述的一种宽禁带半导体器件结构，其特征在于，所述微柱列的排列方式包括：线性阵列和环形阵列；
4.根据权利要求3所述的一种宽禁带半导体器件结构，其特征在于，所述固态固液相变材料在所述微腔内的体积填充率在90%-95%之间。
5.权利要求1至4任意一项所述的宽禁带半导体器件结构的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将填充有所述固态固液相变材料的宽禁带半导体器件进行加热是指，
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加热温度比所述固态固液相变材料的熔点高5-10℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将冷却后的所述宽禁带半导体器件结构的顶端钝化层进行封装，包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述满足厚度要求的钝化层片的厚度为1-2μm。
