[發明專利]一種基于金剛石襯底的氮化鎵高電子遷移率晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201611169999.8
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106783998A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 吳立樞;孔月嬋
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/40
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種基于金剛石襯底的氮化鎵高電子遷移率晶體管，其特征在于包括以下步驟：

1)用鹽酸清洗碳化硅基氮化鎵圓片和臨時載片表面，再用去離子水進行沖洗，然后放入甩干機進行甩干；

2)在臨時載片的正面涂敷粘合材料作為鍵合材料；

3)將臨時載片正面朝上放在熱板上烘烤；

4)待臨時載片在室溫下自然冷卻后，將碳化硅基氮化鎵圓片和臨時載片正面相對進行鍵合；

5)將碳化硅基氮化鎵圓片的碳化硅襯底減薄拋光，然后利用反應等離子體刻蝕去除掉剩余的碳化硅襯底，同時刻蝕會停止在刻蝕停止層，不會對氮化鎵外延層造成破壞，此時得到了以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層；

6)用鹽酸清洗以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層表面，再用去離子水進行沖洗，然后放入甩干機進行甩干；

7)在以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層表面通過等離子體增強化學氣相沉積生長一層介質；

8)將以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層放入化學氣相沉積反應腔內在介質層表面低溫外延生長多晶金剛石襯底，得到了金剛石基氮化鎵圓片；

9)將金剛石基氮化鎵圓片浸泡在粘合材料去除液中，待粘合材料被去除液全部溶解后金剛石基氮化鎵圓片將與臨時載片自動分離；

10)在金剛石基氮化鎵圓片上制備高電子遷移率晶體管，從而得到了基于金剛石襯底的氮化鎵高電子遷移率晶體管。

2.一種基于金剛石襯底的氮化鎵高電子遷移率晶體管的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)用鹽酸清洗碳化硅基氮化鎵圓片和臨時載片表面，再用去離子水進行沖洗，然后放入甩干機進行甩干；

2)在臨時載片的正面涂敷粘合材料作為鍵合材料；

3)將臨時載片正面朝上放在熱板上烘烤；

4)待臨時載片在室溫下自然冷卻后，將碳化硅基氮化鎵圓片和臨時載片正面相對進行鍵合；

5)將碳化硅基氮化鎵圓片的碳化硅襯底減薄拋光，然后利用反應等離子體刻蝕去除掉剩余的碳化硅襯底，同時刻蝕會停止在刻蝕停止層，不會對氮化鎵外延層造成破壞，此時得到了以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層；

6)用鹽酸清洗以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層表面，再用去離子水進行沖洗，然后放入甩干機進行甩干；

7)在以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層表面通過等離子體增強化學氣相沉積生長一層介質；

8)將以臨時載片為支撐的氮化鎵外延層放入化學氣相沉積反應腔內在介質層表面低溫外延生長多晶金剛石襯底，得到了金剛石基氮化鎵圓片；

9)將金剛石基氮化鎵圓片浸泡在粘合材料去除液中，待粘合材料被去除液全部溶解后金剛石基氮化鎵圓片將與臨時載片自動分離；

10)在金剛石基氮化鎵圓片上制備高電子遷移率晶體管，從而得到了基于金剛石襯底的氮化鎵高電子遷移率晶體管。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟2)中的涂敷采用旋涂方法，轉速1000轉/分鐘-3000轉/分鐘，時間為30-60秒。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟3)中的烘烤時間為2-5分鐘，熱板溫度為100-110攝氏度。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟4)中的鍵合溫度為250-350攝氏度。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟7)中的介質是氮化硅或氧化硅，生長厚度20-50納米。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟8)中的生長溫度為400-500℃，厚度為90-100微米。