GaN器件的制作方法及GaN器件技术

本发明专利技术提供了一种GaN器件的制作方法及GaN器件。该方法包括：提供生长衬底，在生长衬底的上表面和下表面分别制作多个孔洞；在生长衬底的上表面形成外延片，外延片包括位于生长衬底的上表面孔洞上横向生长的成核层和位于成核层上的GaN器件结构；在外延片上的预定区域制作贯通外延片的第一通孔，并在第一通孔内沉积金属；提供支撑基材，将支撑基材与外延片粘合固定；对生长衬底的下表面进行减薄以去除下表面的孔洞，并在生长衬底的下表面相对第一通孔的位置制作贯通生长衬底的第二通孔，在第二通孔内沉积金属，第一通孔与第二通孔相连通；移除支撑基材。本发明专利技术能够实现GaN器件的接地通孔制作同时降低影响GaN器件性能的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造
，特别是涉及一种GaN器件的制作方法及GaN器件。
技术介绍
作为宽禁带半导体的典型代表，GaN具有更宽的禁带宽度、更高的饱和电子漂移速度、更大的临界击穿电场强度、更好的导热性能优点特点，更重要的是GaN能够与AlGaN形成AlGaN/GaN异质结，便于制作GaN器件。就GaN微波单片集成电路(MMIC)而言，通孔技术是关键工艺之一：由于GaN器件一般应用在高频大功率器件，所以接地通孔对器件高频特性、散热等方面有较大影响。目前，GaN器件通常采用Si、SiC和蓝宝石衬底，Si、SiC和蓝宝石衬底分别具有如下优劣势：目前，无论是应用较多的SiC、蓝宝石衬底还是正在蓬勃发展的Si衬底GaN器件，都存在材料外延与通孔制作技术的矛盾：SiC衬底和蓝宝石衬底虽然较易实现外延GaN器件，但由于衬底材料特性，尤其是SiC衬底非常稳定和坚硬，所以在制作通孔时，由于孔洞较深，时间较长，通孔形状不易控制，不易制作较小尺寸的通孔，存在没有挖透和刻蚀掉表面金属的问题；Si衬底虽然刻蚀形成通孔较为容易，但由于Si与GaN存在较大的晶格失配和热膨胀系数的差异，外延不易实现。因此，通孔制作技术一直是需要突破的技术之一。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种GaN器件的制作方法及GaN器件，能够实现GaN器件的接地通孔制作同时降低影响GaN器件>性能的风险。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种GaN器件的制作方法，包括：提供生长衬底，在所述生长衬底的上表面和下表面分别制作多个孔洞；在所述生长衬底的上表面形成外延片，所述外延片包括位于所述生长衬底的上表面孔洞上横向生长的成核层和位于所述成核层上的GaN器件结构；在所述外延片上的预定区域制作贯通所述外延片的第一通孔，并在所述第一通孔内沉积金属；提供支撑基材，将所述支撑基材与所述外延片粘合固定；对所述生长衬底的下表面进行减薄以去除所述下表面的孔洞，并在所述生长衬底的下表面相对所述第一通孔的位置制作贯通所述生长衬底的第二通孔，在所述第二通孔内沉积金属，所述第一通孔与所述第二通孔相连通；移除所述支撑基材。优选地，所述生长衬底的上表面和下表面的孔洞为盲孔，且互不连通。优选地，所述生长衬底的下表面的孔洞深度大于所述生长衬底的上表面的孔洞深度。优选地，所述生长衬底的上表面和下表面的孔洞相连通。优选地，所述孔洞在所述生长衬底上均匀分布，所述孔洞的形状为圆形、椭圆形、四边形、五边形或六边形。优选地，所述孔洞的大小为5-200μm，所述孔洞的间距为5-500μm。优选地，所述GaN器件为GaNHEMT器件、GaNHBT器件、GaNMESFET器件或GaNMISFET器件。优选地，所述支撑基材的材料为Si、SiC、蓝宝石、GaN或金刚石。优选地，所述金属为Cu或Au。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种GaN器件，所述GaN器件包括生长衬底和生长在所述生长衬底上的外延片，所述生长衬底的上表面具有多个孔洞，所述外延片包括在所述孔洞上横向生长形成的成核层和位于所述成核层上的GaN器件结构，在所述外延片上的预定区域具有贯通所述外延片的第一通孔，在所述生长衬底的下表面相对所述第一通孔的位置具有贯通所述生长衬底的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔内均沉积有金属，所述第一通孔和所述第二通孔相连通。区别于现有技术的情况，本专利技术的有益效果是：1.由于生长衬底的两个表面均制作有孔洞，可以减少来自生长衬底的缺陷，提高外延片的质量；2.采用生长衬底的两个表面均制作孔洞的方式，有利于缩短每次挖孔的时间，降低由于通孔工艺影响器件性能的风险；3.生长衬底的下表面制作通孔时，由于上表面已沉积有较厚金属，当再在生长衬底的下表面通孔内沉积金属时，可以修复对金属的损伤，降低通孔挖穿的风险。附图说明图1是本专利技术实施例GaN器件的制作方法的流程示意图。图2是采用本专利技术实施例GaN器件的制作方法制作生长衬底后的截面示意图。图3是采用本专利技术实施例GaN器件的制作方法制作外延片后的截面示意图。图4是采用本专利技术实施例GaN器件的制作方法制作第一通孔后的截面示意图。图5是采用本专利技术实施例GaN器件的制作方法提供支撑基材后的截面示意图。图6是采用本专利技术实施例GaN器件的制作方法制作第二通孔后的截面示意图。图7是采用本专利技术实施例GaN器件的制作方法移除支撑基材后的截面示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，是本专利技术实施例GaN器件的制作方法的流程示意图。本实施例的制作方法包括：S1：提供生长衬底，在生长衬底的上表面和下表面分别制作多个孔洞。其中，在本实施例中，生长衬底的上表面和下表面的孔洞可以为盲孔，且互不连通，且生长衬底的下表面的孔洞深度大于生长衬底的上表面的孔洞深度。在其它一些实施例中，生长衬底的上表面和下表面的孔洞可以相连通，连通成一个孔洞。孔洞可以采用光刻或刻蚀工艺形成，在本实施例中，孔洞可以孔洞在生长衬底上均匀分布，孔洞的形状可以是规则图形，例如为圆形、椭圆形、四边形、五边形或六边形，也可以为不规则图形。需要注意的是，本专利技术并不对孔洞的分布方式作限定，在其他的实施例中，孔洞也可以在生长衬底上非均匀分布。可选地，孔洞的大小为5-200μm，孔洞的间距为5-500μm。生长衬底的材料可以为Si、SiC、蓝宝石、GaN或金刚石。S2：在生长衬底的上表面形成外延片，外延片包括位于生长衬底的上表面孔洞上横向生长的成核层和位于成核层上的GaN器件结构。其中，GaN是具有良好横向生长特性的材料，GaN材料可以在生长衬底上横向生长覆盖孔洞，形成连续薄膜，由于GaN材料与生长衬底的接触面减小，可以有效地释放接触面由于晶格匹配和热膨胀系数差异造成的应力，降低缺陷密度，形成致密的薄膜。S3：在外延片上的预定区域制作贯通外延片的第一通孔，并在第一通孔内沉积金属。其中，第一通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN器件的制作方法，其特征在于，包括：提供生长衬底，在所述生长衬底的上表面和下表面分别制作多个孔洞；在所述生长衬底的上表面形成外延片，所述外延片包括位于所述生长衬底的上表面孔洞上横向生长的成核层和位于所述成核层上的GaN器件结构；在所述外延片上的预定区域制作贯通所述外延片的第一通孔，并在所述第一通孔内沉积金属；提供支撑基材，将所述支撑基材与所述外延片粘合固定；对所述生长衬底的下表面进行减薄以去除所述下表面的孔洞，并在所述生长衬底的下表面相对所述第一通孔的位置制作贯通所述生长衬底的第二通孔，在所述第二通孔内沉积金属，所述第一通孔与所述第二通孔相连通；移除所述支撑基材。

【技术特征摘要】
1.一种GaN器件的制作方法，其特征在于，包括：
提供生长衬底，在所述生长衬底的上表面和下表面分别制作多个孔
洞；
在所述生长衬底的上表面形成外延片，所述外延片包括位于所述生
长衬底的上表面孔洞上横向生长的成核层和位于所述成核层上的GaN
器件结构；
在所述外延片上的预定区域制作贯通所述外延片的第一通孔，并在
所述第一通孔内沉积金属；
提供支撑基材，将所述支撑基材与所述外延片粘合固定；
对所述生长衬底的下表面进行减薄以去除所述下表面的孔洞，并在
所述生长衬底的下表面相对所述第一通孔的位置制作贯通所述生长衬
底的第二通孔，在所述第二通孔内沉积金属，所述第一通孔与所述第二
通孔相连通；
移除所述支撑基材。
2.根据权利要求1所述的GaN器件的制作方法，其特征在于，所
述生长衬底的上表面和下表面的孔洞为盲孔，且互不连通。
3.根据权利要求2所述的GaN器件的制作方法，其特征在于，所
述生长衬底的下表面的孔洞深度大于所述生长衬底的上表面的孔洞深
度。
4.根据权利要求1所述的GaN器件的制作方法，其特征在于，所
述生长衬底的上表面和下表面的孔洞相连通。
5.根据权利要求2或4所述的GaN器件的制作方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一峰，
申请(专利权)人：成都海威华芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51