[發明專利]一種具有高散熱結構的N面GaN HEMT器件及制作方法

有效

• 申請號: 201811018296.4
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109360856B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 馬曉華;王瑜;郝躍;武玫;馬佩軍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/20;H01L29/778
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 郝夢玲

1.一種具有高散熱結構的N面GaN HEMT器件的制作方法，其特征在于，包括步驟：

S1.選取襯底，所述襯底依次包括第一Si層、SiO₂犧牲層和第二Si層；

S2.采用MOCVD生長在SOI襯底的第二Si層上依次生長AlN成核層、GaN緩沖層、AlN插入層以及AlGaN勢壘層；

S3.在AlGaN勢壘層上淀積厚度為20～50nm Si₃N₄介質層，然后采用MWCVD工藝，在Si₃N₄介質層上生長多晶的金剛石，金剛石的厚度為100～150um，Si₃N₄介質層和金剛石共同組成金剛石層；

S41.對所述第一Si層進行光刻，得到刻蝕通道光刻區域；

S42.使用ICP氟基條件刻蝕所述刻蝕通道光刻區域對應的所述第一Si層，直到SiO₂犧牲層表面，得到刻蝕通道；

S43.氫氟酸浸泡S42步驟得到的樣品，以使SiO₂犧牲層被腐蝕，所述第二Si層與所述第一Si層分離，其中氫氟酸濃度為10％-20％；

S44.使用ICP氟基條件刻蝕去除所述第二Si層；

S45.去除所述AlN成核層，并對所述GaN緩沖層刻蝕，以使所述GaN緩沖層保留30～50nm作為GaN層；

S5.在所述GaN層上制作源電極和漏電極；

S6.對所述GaN層進行有源區臺面隔離；

S7.在所述源電極、所述漏電極和所述GaN層上制作鈍化層；

S8.在所述GaN層上制作柵電極，并對源電極和漏電極上的鈍化層進行去除，得到N面GaN HEMT器件。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5包括：

S51.在所述GaN層上光刻源電極區域和漏電極區域；

S52.在所述源電極區域和所述漏電極區域進行金屬蒸發和金屬剝離，形成所述源電極和所述漏電極。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6包括：

S61.在所述GaN層上光刻有源區的電隔離區域；

S62.依次刻蝕所述電隔離區域對應的GaN層、AlN插入層、AlGaN勢壘層，完成對有源區的臺面隔離，以使刻蝕深度為100nm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S8包括：

S81.在所述鈍化層上進行光刻，形成柵槽區域；

S82.對所述柵槽區域的鈍化層進行刻蝕，形成凹槽；

S83.對所述凹槽和所述GaN層進行光刻，形成柵電極區域；

S84.在所述柵電極區域上進行金屬蒸發和金屬剝離，形成所述柵電極；

S85.對源電極和漏電極上的鈍化層進行去除。

5.一種具有高散熱結構的N面GaN HEMT器件，其特征在于，所述器件由權利要求1～4任一項所述的方法制備形成。