[發(fā)明專利]具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010469000.1
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111584346B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莫炯炯;王志宇;陳華;劉家瑞;郁發(fā)新
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/322;H01L23/367;H01L23/373;H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 賀妮妮

1.一種具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

提供GaN器件結(jié)構(gòu)，所述GaN器件結(jié)構(gòu)依次包括SiC襯底層及功能層；

提供臨時鍵合片，并將所述功能層與所述臨時鍵合片鍵合；

于所述SiC襯底層背面進(jìn)行離子注入，以在所述SiC襯底層內(nèi)形成缺陷層；

于所述SiC襯底層背面沉積應(yīng)力誘導(dǎo)產(chǎn)生層，當(dāng)所述應(yīng)力誘導(dǎo)產(chǎn)生層產(chǎn)生的應(yīng)力使所述SiC襯底層自所述缺陷層開始分裂，產(chǎn)生分裂口時，停止所述應(yīng)力誘導(dǎo)產(chǎn)生層的沉積，然后自該分裂口插入隔離物以完成所述SiC襯底層的減薄；

于減薄后的所述SiC襯底層背面進(jìn)行平坦化處理；

于平坦化處理后的所述SiC襯底層背面依次形成粘附層、種子層及Cu層；

提供Cu熱沉襯底，并于所述Cu熱沉襯底上形成In層；

將所述Cu熱沉襯底的所述In層與所述SiC襯底層的所述Cu層進(jìn)行鍵合，并在鍵合面形成CuIn金屬間化合物層，從而形成具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于：所述功能層為HEMT器件層；形成所述具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件后還包括去除所述臨時鍵合片的步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于：于所述SiC襯底層背面進(jìn)行離子注入時采用的注入離子為質(zhì)子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于，于所述SiC襯底層背面沉積應(yīng)力誘導(dǎo)產(chǎn)生層的具體步驟包括：

采用濺射工藝于所述SiC襯底層背面沉積Ti層及第一Ni層；

采用電鍍工藝于所述第一Ni層上沉積第二Ni層，當(dāng)所述SiC襯底層自所述缺陷層開始分裂，產(chǎn)生所述分裂口時，停止所述第二Ni層的沉積。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于：采用濺射工藝形成所述粘附層及所述種子層，且所述粘附層的材料為Ti，所述種子層的材料為Au或Cu；采用電鍍工藝形成所述Cu層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于：所述粘附層的厚度介于10nm～50nm之間，所述種子層的厚度介于50nm～200nm之間，所述Cu層的厚度介于45μm～55μm之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于：于所述Cu熱沉襯底上形成所述In層前，還包括對所述Cu熱沉襯底進(jìn)行電拋光處理的步驟，以使所述Cu熱沉襯底的表面粗糙度介于100nm～200nm之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有熱沉結(jié)構(gòu)的GaN器件的制備方法，其特征在于：采用熱蒸鍍工藝形成所述In層；將所述In層與所述Cu層進(jìn)行鍵合的具體步驟包括，先在200℃～250℃之間的溫度下使所述Cu層與熔融的所述In層粘合5min～10min，然后降溫至145℃～155℃之間繼續(xù)粘合70min～90min。