本发明属于半导体器件热管理，尤其涉及一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法及半导体功率器件。
背景技术：
1、以氮化镓（gan）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，已经被广泛应用于雷达、电子战系统、气象卫星和通信卫星等领域。但是高功率导致大功率芯片过热，且以多个热点的形式出现，局部热流密度可以超过2000 w/cm2。高热流密度导致大功率芯片局部温度不断升高，对器件的寿命、可靠性以及性能表现产生严重影响，甚至造成器件的毁坏。
2、由于传统封装结构以及底部热沉结构散热能力有限，散热瓶颈已经严重制约了功率器件性能发挥。
3、目前国内针对大功率芯片的散热系统的研究主要集中在大功率芯片封装散热技术（器件外部）的提升，相对于国外对大功率芯片近结散热研究较少。虽然利用高热导率材料与器件的集成（立方砷化硼、金刚石等）是较有应用前景的方向，但并没有从根本上改变大功率芯片内部热阻。而近结散热效果较好的顶端集成金刚石热沉的方案尚不成熟，存在薄膜质量难以控制、热应力大与成本高等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法及功率器件，通过在大功率芯片内部的钝化层上方集成相变材料，利用相变材料具有高相变潜热，可以有效防止芯片内部热累积，从而降低芯片工作时的结温。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、第一方面，本发明提供一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，包括：
4、在大功率晶体管的顶端钝化层加工出给定尺寸的凹槽；
5、将固液相变材料填充于所述凹槽中，使所述固液相变材料与所述凹槽底部充分接触，并冷却所述固液相变材料为固态；
6、采用介电质薄膜对所述大功率晶体管的顶端钝化层上方进行封装；
7、以及，对所述大功率晶体管进行封装。
8、进一步的，采用湿法刻蚀或者干法刻蚀的方式在大功率晶体管的顶端钝化层加工出给定尺寸的凹槽。
9、进一步的，所述凹槽底部钝化层厚度为100-1000nm；所述凹槽的深度为1-5μm；所述凹槽的宽度与所述大功率晶体管的功能区宽度一致。
10、进一步的，所述固液相变材料的热导率不低于10w/mk，所述固液相变材料的相变温度在60-200℃之间。
11、进一步的，所述固液相变材料在所述凹槽内的体积填充率在80%-95%。
12、进一步的，采用如下方式将固液相变材料填充于所述凹槽中：
13、将固态固液相变材料填充于顶端钝化层加工出的凹槽中，加热使所述固态固液相变材料完全液化，使固液相变材料与凹槽底部充分接触，然后冷却所述固液相变材料至再次固化；
14、所述加热的方式包括采用管式炉加热和采用热气流加热；所述加热的温度比所述固态固液相变材料的相变温度高5-10℃；
15、所述加热的过程和冷却所述固液相变材料至再次固化的过程在保护气氛下进行。
16、进一步的，采用如下方式将固液相变材料填充于所述凹槽中：
17、先将固态固液相变材料熔化成液态，然后再填充于顶端钝化层加工出的凹槽中，使固液相变材料与凹槽底部充分接触，再冷却固液相变材料至再次固化。
18、进一步的，采用介电质薄膜对所述大功率晶体管的顶端钝化层上方进行封装，包括：
19、采用薄膜转移的方式将介电质薄膜作为盖板转移至所述大功率晶体管的顶端钝化层上方，或者采用磁控溅射的镀膜方式对所述大功率晶体管的顶端钝化层上方进行封装；
20、所述介电质薄膜的厚度为0.5-2μm；
21、所述介电质薄膜选择与所述钝化层一致的材料。
22、进一步的，所述固液相变材料中添加纳米石墨烯片。
23、本发明第二方面提供一种半导体功率器件，所述半导体功率器件的顶端钝化层集成固液相变材料；
24、所述固液相变材料采用前述的大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法集成在所述半导体功率器件的顶端钝化层。
25、本发明达到的有益效果为：
26、本发明将固液相变材料集成到芯片近结区，一方面利用了大功率芯片顶端的空间，极大地缩短了散热路径长度，降低了顶端散热热阻，提高了芯片的散热能力；另一方面，利用相变材料在其固液相变过程中可以吸收大量潜热的原理实现热缓冲作用，有利于保持芯片减少芯片温度的波动，使器件的性能更加稳定。同时该方法与现有的半导体工艺流程基本兼容，易于实现。
1.一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，采用湿法刻蚀或者干法刻蚀的方式在大功率晶体管的顶端钝化层加工出给定尺寸的凹槽。
3.根据权利要求2所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，所述凹槽底部钝化层厚度为100-1000nm；所述凹槽的深度为1-5μm；所述凹槽的宽度与所述大功率晶体管的功能区宽度一致。
4.根据权利要求3所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，所述固液相变材料的热导率不低于10w/mk，所述固液相变材料的相变温度在60-200℃之间。
5.根据权利要求4所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，所述固液相变材料在所述凹槽内的体积填充率在80%-95%。
6.根据权利要求5所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，采用如下方式将固液相变材料填充于所述凹槽中：
7.根据权利要求5所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，采用如下方式将固液相变材料填充于所述凹槽中：
8.根据权利要求5所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，采用介电质薄膜对所述大功率晶体管的顶端钝化层上方进行封装，包括：
9.根据权利要求5所述的一种大功率芯片近结顶端散热与热缓冲方法，其特征在于，所述固液相变材料中添加纳米石墨烯片。
10.一种半导体功率器件，其特征在于，所述半导体功率器件的顶端钝化层集成固液相变材料；
