[發明專利]改善氮化鎵基場效應管后道工藝的方法

有效

• 申請號: 201010235058.6
• 申請日: 2010-07-21
• 公開（公告）號: CN102339751A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 汪寧;陳曉娟;羅衛軍;龐磊;劉新宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L21/304
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及氮化鎵基場效應管制備技術領域，尤其涉及一種改善氮化鎵基場效應管后道工藝的方法。

背景技術

在當今的半導體材料領域，III-V族化合物憑借其諸多方面的優勢已經替代硅而成為新的寵兒。氮化鎵(GaN)作為第三代寬禁帶半導體材料，以其禁帶寬度大(3.4eV)、擊穿電壓高(3.3MV/cm)、二維電子氣濃度高(＞10¹³cm²)、飽和電子速度大(2.8×10⁷cm/s)等特性在國際上受到廣泛關注。

目前，AlGaN/GaN?HEMT器件的高頻、高壓、高溫以及大功率特性使之在微波功率器件方面有著巨大的前景。雖然鋁鎵氮/氮化鎵(AlGaN/GaN)HEMT功率器件(高電子遷移率晶體管)的性能近年來得到了長足的進展，尤其在高頻大功率方面，但是仍有很多問題沒有解決，大功率器件的散熱和接地問題一直困擾著AlGaN/GaN?HEMT實用化和產業化進程。

背金技術是目前AlGaN/GaN?HEMT常用的一種散熱方法，但是由于作為襯底材料的碳化硅和藍寶石加工困難，特別是襯底在減薄后，厚度的均勻性，表面粗糙度(Ra)的低下對后道的ICP工藝和電鍍工藝影響很大，同時，由于表面張力帶來的微小形變會使外延層結構發生尺寸形變，由張力帶來的損傷需要進行緩慢釋放，電路的性能才不會發生嚴重退化，所以提高襯底減薄后的表面效果，降低尺寸形變對于是提高背金散熱工藝可靠性有著重大的影響。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種改善氮化鎵基場效應管后道工藝的方法。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種改善氮化鎵基場效應管后道工藝的方法，該方法包括：

步驟1：在襯底正面的外延層上制作電路；

步驟2：在該電路上涂敷光刻膠膜以保護該電路結構；

步驟3：對襯底背面進行減薄；

步驟4：采用熔點不同的有機粘附劑將襯底、石英薄片和陶瓷基板依次黏合，形成五層疊層結構；

步驟5：采用CMP對襯底背面進行拋光；

步驟6：分離該五層疊層結構得到背面拋光的襯底，然后采用磁控濺射在襯底背面制作Ti/Ni合金掩膜層；

步驟7：對Ti/Ni合金掩膜層進行光刻，得到Ti/Ni合金掩膜層的刻蝕圖形；

步驟8：采用ICP工藝將襯底和襯底正面生長的外延層完全刻蝕干凈，剩下Ti/Ni合金掩膜層的刻蝕圖形；

步驟9：在Ti/Ni合金掩膜層的刻蝕圖形上光刻電鍍圖形，磁控濺射Ti/W/Au起鍍層；

步驟10：在該Ti/W/Au起鍍層金屬上光刻電鍍用圖形；

步驟11：電鍍Au，然后超聲剝離出背面金屬結構；

步驟12：清洗，劃片，封裝，得到單個的氮化鎵基場效應管電路。

上述方案中，步驟3中所述對襯底背面進行減薄，是采用碳化硼(B₄C)進行的，減薄完畢時襯底最終厚度＜90μm，表面粗糙度

上述方案中，步驟4中所述襯底與石英薄片黏合，是將襯底正面與石英薄片黏合。

上述方案中，步驟5中所述采用CMP對襯底背面進行拋光，CMP主要成分的質量比例為納米金剛石和剛玉混合物(1.2％～10％)，分散劑(0.13％～4.8％)，改性劑(1.5％～5％)，PH調節劑(0.1％～0.6％)，潤滑劑(0.02％～0.1％)，去離子水(85％～98％)，使用聚氨基甲酸乙酯樹脂作為拋光盤，拋光完畢后襯底厚度＜60μm，表面粗糙度

上述方案中，步驟6中所述Ti/Ni合金掩膜層中，合金摩爾比例Ti∶Ni＝1∶4，Ti/Ni合金層的厚度2μm。

上述方案中，步驟8中所述采用ICP工藝將襯底和襯底正面生長的外延層完全刻蝕干凈，蝕總深度為60μm～65μm。

上述方案中，步驟9中所述Ti/W/Au起鍍層中，Ti金屬層的厚度為W金屬層的厚度為Au金屬層的厚度為

上述方案中，步驟11中所述電鍍Au的厚度為3μm。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：