技术摘要：
本发明具体涉及一种光子微波用兆瓦级光导半导体器件及电极的连接与绝缘封装方法。由绝缘封装盒、正电极、负电极、第二固定板、宽禁带光导半导体晶圆组成。本发明以光导半导体绝缘封装盒为主体结构，通过电极涂敷与绝缘胶灌封，很好的解决了微米级光导半导体器件和外接 全部
背景技术：
光导半导体器件是脉冲功率技术领域的关键部件之一，用于产生高功率超短皮秒 脉冲。 光导器件不仅具有固体器件结构紧凑的优点外，还有其自身独特的优点，如极快的 导通时间 (皮秒量级)、极小的时间抖动(皮秒量级)、极好的同步精度(皮秒量级)、低导通 电感 (亚纳亨)、光电隔离等。尤其是在功率容量(数百兆瓦)和重复频率(千赫兹)这两方 面， 光导器件具有很大的发展前景。这些独特的优点使得光导半导体器件在固态紧凑型脉 冲功率 源、高功率超宽带微波辐射源、介质壁加速器、大型脉冲功率装置的触发系统、太赫 兹辐射 等脉冲功率研究领域中有着广阔的应用前景。随着科学技术的发展，尤其是光电技 术、微波 技术、和激光技术的崛起，人们对光导半导体器件的响应速度、体积重量、工作精 度、功率 容量、导通电阻等性能指标提出了越来越高的要求。目前，大功率甚至高功率微波 的产生方 式正在由传统的电真空器件向固态器件转变，采用宽禁带光导半导体产生参数 可调的射频和 微波是一种全新尝试，具有重要应用前景。在超宽带源和紧凑型脉冲功率系 统应用中对比发 现，用SiC材料制作的光导半导体器件具有很好的实用性，因为它具有宽 禁带、高临界击穿 电场、高载流子迁移率、高电子饱和漂移速度、高热导率等诸多优良特 性。 通常宽禁带光导半导体晶圆由一对电极和光导晶圆衬底构成。电极上施加偏置电 压，入 射光辐照晶圆衬底，在两个电极间产生光导电流。根据电极位置，宽禁带光导半导体 晶圆可 分为同面型和异面型两种。对于同面型，电极位于晶圆的同一个面上，制作简单，触 发光入 射方向与载流子运动方向垂直，相应速度快。但由于电极在晶圆的同一个面上，容 易形成表 面局部强电流，造成沿面击穿，绝缘强度较低，很难使器件达到较高的功率容量。 异面型电 极结构，开关的两个电极分别位于晶圆衬底的上下两侧，相较同面型结构，可以 实现器件的 “体导通”，充分发挥光导材料的优良特性，同时结构较为紧凑。为了充分发挥 晶圆衬底的 优良特性，异面型光导结构需要实现良好的电极接触和绝缘封装。光导半导体 材料方面，主 要缺点在于机械强度较差、耐压能力较弱、对于高压绝缘要求较高，采用绝缘 封装技术有利 于加强材料机械强度，避免其因电压闪络导致使用寿命下降。接触电极方 面，对于电极与半 导体材料欧姆接触，以及外电路连接稳固性均有较高要求。因此在研究 光导半导体器件自身 物理性能的同时，也要对电极欧姆接触工艺、半导体器件总体的封装 连接设计及高压绝缘灌 封技术开展研究。经绝缘封装与电极优化的光导半导体器件作为 脉冲功率系统重要模块，可 应用于强流加速器、脉冲功率系统以及高功率微波源等技术领 域，具有较好的军事及工业效 益，但目前尚未有相关技术方案。 4 CN 111584434 A 说 明 书 2/5 页
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提出一种用于光子微波的、基于宽禁带光导半导体 晶圆的 异面型结构电极的光导半导体器件及其外接电极金属化的连接及高绝缘封装方 法，通过合理 设计解决电极接触问题，降低与外接电极之间的接触阻抗、减少回路连接电 感及耐高压绝缘， 实现光导半导体器件在皮秒时域内光导电路中的实际应用，使光导半导 体器件达到兆瓦级功 率容量，为高功率光导微波奠定技术支撑。 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种兆瓦级光导半导体器件，由绝缘封装盒1、正电极2、负电极3、第二固定板5，宽 禁带光导半导体晶圆6组成。其中，绝缘封装盒1为一个中空的立方体，在立方体的一个侧 面开有深凹槽，正电极2和负电极3通过“厂”字形“一”靠左一侧上下表面开设的凹槽卡 在 深凹槽内，然后被中间具有凸起的第二固定板5压紧固定；正电极2和负电极3均为“厂” 字 形，在“厂”字形“一”的右端均设置有空心圆柱状接触电极，宽禁带光导半导体晶圆6 通过 两个空心圆柱状接触电极压紧并电接触良好；在“厂”字形“丿”的下端设置有电极引 脚，便 于连接外部电路；在“厂”字形的交叉处开有螺纹孔，两个空心圆柱状接触电极之间 的压紧 程度通过穿过螺纹孔的紧固螺杆调节。在立方体中空的部分填充有绝缘灌封胶，保证 两个 接触电极与宽禁带光导半导体晶圆6浸渍在绝缘灌封胶里，防止发生电击穿。 进一步地，本发明还具有第一固定板4，正电极2可以根据电路连接需要，通过第一 固 定板4固定在绝缘封装盒的另一侧。 进一步地，本发明所述绝缘封装盒1、第一固定板4、第二固定板5及紧固螺杆均采 用尼 龙或聚四氟乙烯，所述正电极2、负电极3均采用黄铜。 进一步地，本发明所述宽禁带光导半导体晶圆6为覆有氧化锌透明电极的SiC宽禁 带光 导半导体晶圆。 本发明还提供一种如上所述光导半导体器件外接电极的连接与绝缘封装方法，主 要由敷 着电极处理、导电银胶制备、外接电极涂敷、电极间欧姆接触、欧姆接触金属化、制 备绝缘 灌封胶、绝缘灌封胶脱泡处理、绝缘灌封胶固化共八个步骤组成，其
