The invention discloses a GaN high electron mobility transistor diamond substrate and its preparation method based on silicon wafer cleaning first Gan and temporary slide surface; in the temporary slide in front of the coated adhesive material used as a bonding material, and baked in the hot plate; the silicon wafer of GaN and temporary slide the face of the silicon carbide substrate bonding; silicon wafer thinning of the gallium nitride polishing, etching to remove residual silicon carbide substrate; cleaning with temporary slides for epitaxial layer of gallium nitride surface support; in order to support the temporary slides for gallium nitride epitaxial layer grown on the surface of a dielectric layer; will be temporary slide growth of poly diamond substrate for epitaxial layer of gallium nitride epitaxial support, diamond based gallium nitride wafer and temporary slide automatic separation; diamond based gallium nitride wafer Fabrication of high electron mobility transistors. The invention breaks the limitation that the prior epitaxial growth is difficult, and can better control the epitaxial growth of diamond on gallium nitride.
【技术实现步骤摘要】
一种基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法
本专利技术属于半导体工艺
,特别是一种基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法。
技术介绍
氮化镓高电子迁移率晶体管作为第三代宽禁带化合物半导体器件,具有高二维电子气浓度、高击穿场强、高的电子饱和速度等特点。但是氮化镓高电子迁移率晶体管的功率性能优势远未充分发挥,其主要原因之一是氮化镓微波功率器件在输出大功率的同时会产生大量的热,却无法快捷有效地将这些热量散发出去。目前氮化镓材料主要外延生长在碳化硅、蓝宝石等衬底材料上(200610011228.6、200810226288.9、201410582456.3),而这些衬底材料具有较低的热导率,散热问题严重限制了氮化镓器件的性能。因此寻找具有高的导热性衬底材料成为了解决散热问题的瓶颈。金刚石具有很高的热导率(800-2000W/mK),所以金刚石基氮化镓相比蓝宝石基氮化镓、硅基氮化镓以及碳化硅基氮化镓有着更好散热优势。不过当前在金刚石衬底上直接外延生长氮化镓的方法存在很大的问题,生长难度大,同时晶格失配会产生较大的位错密度,导致在金刚石衬底上外延生长氮化镓材料质量差,从而使得基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管性能优势无法充分发挥。目前研究人员还没有很好的解决在金刚石衬底上外延生长氮化镓质量差以及生长难度大的问题,这也限制了金刚石基氮化镓器件的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法,能够获得高质量的基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管。实现本专利技术目的的技术解决方案 ...
【技术保护点】
一种基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于包括以下步骤:1)用盐酸清洗碳化硅基氮化镓圆片和临时载片表面,再用去离子水进行冲洗,然后放入甩干机进行甩干;2)在临时载片的正面涂敷粘合材料作为键合材料;3)将临时载片正面朝上放在热板上烘烤;4)待临时载片在室温下自然冷却后,将碳化硅基氮化镓圆片和临时载片正面相对进行键合;5)将碳化硅基氮化镓圆片的碳化硅衬底减薄抛光,然后利用反应等离子体刻蚀去除掉剩余的碳化硅衬底,同时刻蚀会停止在刻蚀停止层,不会对氮化镓外延层造成破坏,此时得到了以临时载片为支撑的氮化镓外延层;6)用盐酸清洗以临时载片为支撑的氮化镓外延层表面,再用去离子水进行冲洗,然后放入甩干机进行甩干;7)在以临时载片为支撑的氮化镓外延层表面通过等离子体增强化学气相沉积生长一层介质;8)将以临时载片为支撑的氮化镓外延层放入化学气相沉积反应腔内在介质层表面低温外延生长多晶金刚石衬底,得到了金刚石基氮化镓圆片;9)将金刚石基氮化镓圆片浸泡在粘合材料去除液中,待粘合材料被去除液全部溶解后金刚石基氮化镓圆片将与临时载片自动分离;10)在金刚石基氮化镓圆片上制备高电子迁移率晶体管,从而得 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于包括以下步骤:1)用盐酸清洗碳化硅基氮化镓圆片和临时载片表面,再用去离子水进行冲洗,然后放入甩干机进行甩干;2)在临时载片的正面涂敷粘合材料作为键合材料;3)将临时载片正面朝上放在热板上烘烤;4)待临时载片在室温下自然冷却后,将碳化硅基氮化镓圆片和临时载片正面相对进行键合;5)将碳化硅基氮化镓圆片的碳化硅衬底减薄抛光,然后利用反应等离子体刻蚀去除掉剩余的碳化硅衬底,同时刻蚀会停止在刻蚀停止层,不会对氮化镓外延层造成破坏,此时得到了以临时载片为支撑的氮化镓外延层;6)用盐酸清洗以临时载片为支撑的氮化镓外延层表面,再用去离子水进行冲洗,然后放入甩干机进行甩干;7)在以临时载片为支撑的氮化镓外延层表面通过等离子体增强化学气相沉积生长一层介质;8)将以临时载片为支撑的氮化镓外延层放入化学气相沉积反应腔内在介质层表面低温外延生长多晶金刚石衬底,得到了金刚石基氮化镓圆片;9)将金刚石基氮化镓圆片浸泡在粘合材料去除液中,待粘合材料被去除液全部溶解后金刚石基氮化镓圆片将与临时载片自动分离;10)在金刚石基氮化镓圆片上制备高电子迁移率晶体管,从而得到了基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管。2.一种基于金刚石衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)用盐酸清洗碳化硅基氮化镓圆片和临时载片表面,再用去离子水进行冲洗,然后放入甩干机进行甩干;2)在临时载片的正面涂敷粘合材料作为键合材料;3)将临时载片正面朝上放在热板上烘烤;4)待临时载片在室温下自...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴立枢,孔月婵,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十五研究所,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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