[发明专利]电力电子组件和制造电力电子组件的方法

说明书

电力电子组件和制造电力电子组件的方法。所述电力电子组件具有半导体器件叠层，半导体器件叠层具有宽带隙半导体器件、第一电极和第二电极，第一电极与宽带隙半导体器件电联接，第二电极与宽带隙半导体器件电联接。衬底层联接到半导体器件叠层，使得第一电极定位在衬底层和宽带隙半导体器件之间。衬底层包括衬底入口端口和衬底出口端口。集成流体通道系统在衬底入口端口和衬底出口端口之间延伸，并且包括衬底流体入口通道、衬底流体出口通道和一个或多个半导体流体通道，衬底流体入口通道从衬底入口端口延伸到衬底层中，衬底流体出口通道从衬底出口端口延伸到衬底层中，一个或多个半导体流体通道延伸到宽带隙半导体器件中，并且与衬底流体入口通道和衬底流体出口通道流体连通。

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2016年3月8日提交的美国临时专利申请NO.62/305,281的优先权。

技术领域

本说明书大体涉及电力电子组件，更具体地，涉及具有半导体器件叠层和集成流体通道系统的电力电子组件，所述半导体器件叠层具有宽带隙半导体器件，所述集成流体通道系统在半导体器件叠层内延伸。

背景技术

散热装置可以联接到诸如电力电子器件这样的发热装置，以移除热量并降低发热装置的最大工作温度。可以使用冷却流体经由对流热传递来接收由发热装置产生的热量，并且从发热装置移除这种热量。例如，可以引导冷却流体的射流使得其冲击发热装置的表面。从发热装置移除热量的另一种方式是将发热装置联接到由导热材料(例如铝)制成的翅片式散热器。

然而，由于新开发的电气系统的需求，电力电子组件被设计成在增大的功率水平下工作并且产生了相应增加的热通量，常规的散热器不能充分地除热通量来将电力电子组件的工作温度有效地降低到可接受的温度水平。此外，传统的散热器和冷却结构需要附加的接合层和热匹配材料(例如，结合层、衬底、热界面(thermal interface)材料)。这些附加层使整个组件的热阻显著增大，并且使得电子系统的热管理更为困难。

因此，需要具有内部冷却结构的替代电力电子组件和替代电力电子器件。

发明内容

在一个实施例中，电力电子组件包括半导体器件叠层，所述半导体器件叠层具有宽带隙半导体器件、第一电极和第二电极，所述宽带隙半导体器件包括宽带隙半导体材料，所述第一电极电联接并且热联接到所述宽带隙半导体器件的第一器件表面，所述第二电极电联接并且热联接到所述宽带隙半导体器件的第二器件表面，其中，所述第一器件表面与所述第二器件表面相对。此外，所述电力电子组件包括衬底层，所述衬底层联接到半导体器件叠层，使得所述第一电极定位在所述衬底层和所述宽带隙半导体器件之间。所述衬底层包括衬底入口端口和衬底出口端口。此外，所述电力电子组件包括集成流体通道系统，所述集成流体通道系统在所述衬底层的衬底入口端口和衬底出口端口之间延伸。所述集成流体通道系统包括衬底流体入口通道、衬底流体出口通道和一个或多个半导体流体通道，所述衬底流体入口通道从所述衬底入口端口延伸到所述衬底层中，所述衬底流体出口通道从所述衬底出口端口延伸到所述衬底层中，所述一个或多个半导体流体通道延伸到所述宽带隙半导体器件中。所述一个或多个半导体流体通道与所述衬底流体入口通道和所述衬底流体出口通道流体连通。