[發(fā)明專利]一種基于自終止轉(zhuǎn)移的大功率器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910028105.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN109904071B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宓珉瀚;馬曉華;武盛;郝躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/335
• 分類號(hào): H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

1.一種基于自終止轉(zhuǎn)移的大功率器件的制備方法，其特征在于，該方法包括：

制備第一結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)為Ga面GaN基結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)包括依次層疊的襯底層、GaN緩沖層、AlGaN自停止層、GaN溝道層和AlGaN勢(shì)壘層，所述AlGaN自停止層中，Al組份為20%~40%，所述AlGaN勢(shì)壘層中，Al組份為25%~40%；

將所述第一結(jié)構(gòu)的AlGaN勢(shì)壘層鍵合在載片上的鍵合層上形成第二結(jié)構(gòu)，所述第二結(jié)構(gòu)為N面GaN基結(jié)構(gòu)，所述第二結(jié)構(gòu)自下而上依次包括所述載片、所述鍵合層、所述AlGaN勢(shì)壘層、所述GaN溝道層、所述AlGaN自停止層、所述GaN緩沖層、所述襯底層；

將所述第一結(jié)構(gòu)的AlGaN勢(shì)壘層鍵合在載片上形成第二結(jié)構(gòu)，包括：

在所述載片上旋涂氫硅倍半環(huán)氧乙烷后進(jìn)行加熱形成鍵合層；

將所述第一結(jié)構(gòu)的AlGaN勢(shì)壘層鍵合在所述鍵合層后形成所述第二結(jié)構(gòu)；

去除所述第二結(jié)構(gòu)的襯底層形成第三結(jié)構(gòu)；

去除所述第三結(jié)構(gòu)的GaN緩沖層形成第四結(jié)構(gòu)；

去除所述第三結(jié)構(gòu)的GaN緩沖層形成第四結(jié)構(gòu)，包括：

利用干法刻蝕法，通入刻蝕氣體后，將所述第三結(jié)構(gòu)的GaN緩沖層刻蝕后形成所述第四結(jié)構(gòu)，所述刻蝕氣體為SF₆和BCl₃的混合氣體，SF₆:BCl₃的流量配比為50:20sccm，刻蝕設(shè)備的壓力為5mTorr，刻蝕設(shè)備的功率為100W，刻蝕設(shè)備的RF功率為10W，刻蝕速率為50nm/分鐘；

去除所述第四結(jié)構(gòu)的AlGaN自停止層形成異質(zhì)結(jié)；

去除所述第四結(jié)構(gòu)的AlGaN自停止層形成異質(zhì)結(jié)，包括：

利用干法刻蝕的方法，在ICP刻蝕設(shè)備中，通入刻蝕氣體BCl₃，刻蝕氣體BCl₃流量為50sccm，刻蝕設(shè)備壓力為5mTorr，刻蝕設(shè)備的功率為80W，刻蝕設(shè)備的RF功率為10 W，刻蝕速率為3nm/分鐘，將所述第四結(jié)構(gòu)的AlGaN自停止層刻蝕后形成所述異質(zhì)結(jié)，所述異質(zhì)結(jié)自下而上依次包括載片、鍵合層、AlGaN勢(shì)壘層和GaN溝道層；

在所述異質(zhì)結(jié)的GaN溝道層形成源電極、漏電極和柵電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，制備第一結(jié)構(gòu)，包括：

利用MOCVD法，依次在所述襯底層上生長所述GaN緩沖層，在所述GaN緩沖層上生長所述AlGaN自停止層，在所述AlGaN自停止層上生長所述GaN溝道層，在所述GaN溝道層上生長所述AlGaN勢(shì)壘層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，去除所述第二結(jié)構(gòu)的襯底層形成第三結(jié)構(gòu)，包括：

利用干法刻蝕法，將所述第二結(jié)構(gòu)的襯底層刻蝕后形成所述第三結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述異質(zhì)結(jié)的GaN溝道層形成源電極、漏電極和柵電極，包括：

在所述異質(zhì)結(jié)的GaN溝道層表面分別光刻源電極區(qū)域、漏電極區(qū)域和柵電極區(qū)域；

在所述源電極區(qū)域和所述漏電極區(qū)域分別沉淀第一金屬層后形成所述源電極和所述漏電極；

在所述柵電極區(qū)域沉淀第二金屬層后形成所述柵電極。

5. 一種基于自終止轉(zhuǎn)移的大功率器件，其特征在于，包括：載片（ 7） 、鍵合層（ 6） 、AlGaN勢(shì)壘層（ 5） 、GaN溝道層（ 4） 、源電極（ 8） 、漏電極（ 9） 和柵電極

（ 10） ，其中，

所述載片（ 7） 、所述鍵合層（ 6） 、所述AlGaN勢(shì)壘層（ 5） 、所述GaN溝道層（ 4） 自下而上依次層疊，所述源電極（ 8） 、所述漏電極（ 9） 和所述柵電極（ 10） 均位于所述GaN溝道層（ 4） 上，所述大功率器件由權(quán)利要求1~4任意一項(xiàng)制備方法制備形成。