[發明專利]基于膠粘層的GaN基HEMT器件柔性轉移方法

在審

• 申請號: 202011489030.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112607702A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 葛曉明;李成果;尹雪兵;曾巧玉;陳志濤
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院半導體研究所
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;顏希文

本發明公開一種基于膠粘層的GaN基HEMT器件柔性轉移方法，包括：對生長在襯底上的GaN基HEMT器件進行清洗和烘干；所述GaN基HEMT器件是Ga極性的；將酚醛樹脂膠旋涂到所述GaN基HEMT器件上，使所述酚醛樹脂膠形成多層膠粘層，并所述多層膠粘層的膠層總厚度大于厚度閾值；對所述GaN基HEMT器件先后進行溫度為第一加熱閾值、第二加熱閾值的熱烘，完成固化；將所述襯底從所述GaN基HEMT器件上去除，把所述GaN基HEMT器件轉移到去離子水中進行清洗；對所述GaN基HEMT器件進行倒裝完成極性轉化后，將所述GaN基HEMT器件轉移到新的柔性襯底上。本發明實施例通過引入一定厚度的膠粘層，支撐和保護GaN基HEMT器件在襯底剝離和整個柔性轉移的過程中不被應力破壞。

技術領域

本發明涉及柔性電子技術，尤其涉及一種基于膠粘層的GaN基HEMT器件柔性轉移方法。

背景技術

柔性電子(Flexible Electronics)是一種技術的通稱，是將有機/無機材料電子器件制作在柔性/可延性基板上的新興電子技術。相對于傳統電子，柔性電子具有更大的靈活性，其在一定范圍的形變(彎曲、折疊、扭轉、壓縮或拉伸)條件下仍可工作，能夠在一定程度上適應不同的工作環境，滿足設備的形變要求。柔性電子器件在信息、能源、醫療、制造等各個領域的應用重要性日益凸顯，已成為世界多國和跨國企業競相發展的前沿技術。GaN基HEMT因其高功率、高頻率的優良性質，廣泛應用于電力電子器件裝備、能源開采、雷達系統、5G系統、航空航天等領域,是當下研究的熱點，但是由于生長襯底(Si/SiC/金剛石等)的局限性，柔性GaN基HEMT的制備一直是困擾廣大研究者的難題。GaN基HEMT一般分為Ga極性和N極性，雖然大多數報道GaN基HEMT器件是在沿c方向生長的Ga極性，但N極性GaN晶體管的反向極化特性使得其具備比Ga極性器件更低的導通電阻、更高的耐高壓能力以及更高頻的器件結構優勢。使用柔性轉移技術可以直接實現器件的極性反轉，使得較易生長的Ga極性GaN基HEMT薄膜通過倒立的方式轉化成N極性GaN基HEMT晶體管。

目前主要采用低成本的硅(Si)襯底上外延生長GaN/AlGaN多層薄膜，但是器件本身的自熱效應和Si襯底的低熱導率嚴重影響了GaN基HEMT器件的可靠性和穩定性，因此基于Si襯底的GaN基HEMT通常采用鍵合和襯底完全剝離的方法，將器件鍵合到新的目標襯底上。傳統的GaN基HEMT轉移方法是引入攜帶襯底(carrier wafer，例如熱解膠帶)，將GaN基HEMT和攜帶襯底鍵合到一起，進行Si襯底的剝離后用攜帶襯底將GaN基HEMT轉移到目標襯底上，最后再進行攜帶襯底的解綁。這種方法工藝步驟較為復雜，操作難度較高，且對攜帶襯底材料的要求較高，需要能夠耐得住Si襯底的剝離工藝且能夠輕易解綁，一般成本也較高。

發明內容

本發明實施例提供一種基于膠粘層的GaN基HEMT器件柔性轉移方法，引入一定厚度的膠粘層，支撐和保護GaN基HEMT器件在襯底剝離和整個柔性轉移的過程中不被應力破壞。

本申請實施例的一個方面提供一種基于膠粘層的GaN基HEMT器件柔性轉移方法，所述方法包括：

對生長在襯底上的GaN基HEMT器件進行清洗和烘干；所述GaN基HEMT器件是Ga極性的；

將酚醛樹脂膠旋涂到所述GaN基HEMT器件上，使所述酚醛樹脂膠形成多層膠粘層，并所述多層膠粘層的膠層總厚度大于厚度閾值；

對所述GaN基HEMT器件進行溫度為第一加熱閾值的熱烘，完成初步固化；

對所述GaN基HEMT器件進行溫度為第二加熱閾值的熱烘，完成不可逆熱固化；所述第二加熱閾值的熱烘大于第一加熱閾值；

將所述襯底從所述GaN基HEMT器件上去除，把所述GaN基HEMT器件轉移到去離子水中進行清洗；

對所述GaN基HEMT器件進行倒裝完成極性轉化后，將所述GaN基HEMT器件轉移到新的柔性襯底上。