一种金刚石热沉衬底GaN HEMTs制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于GaNHEMTs散热
，具体涉及一种金刚石热沉衬底GaNHEMsT制备方法。
技术介绍
GaNHEMTs作为典型的功率半导体器件，具有耐高压、大电流、高功率、耐高温的优势，是一种非常有应用前景的电力电子器件。然而随着器件输出功率的不断提高，器件所产生的热量将急剧升高，如果这些热量没有及时散发出去，器件内部因发热产生的高温将严重影响器件的性能。因此，散热成为GaNHEMTs功率器件设计和制造过程中一个亟待解决课题。传统的解决GaNHEMTs功率器件散热的方法是将器件制备在蓝宝石或SiC衬底上，利用蓝宝石、SiC衬底散热，然而蓝宝石、SiC有限热导率(蓝宝石热导率35W/m·K、SiC热导率490W/m·K)很难满足器件高频、大功率应用时的散热需求。金刚石具有极高的热导率，IIa型天然单晶金刚石的室温热导率高达2000W/m·K，采用金刚石作热沉可以有效地解决GaNHEMTs功率器件散热问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出一种金刚石热沉衬底GaNHEMTs制备方法，其目的在于形成以金刚石衬底...
【技术保护点】
一种金刚石热沉衬底GaN基HEMTs制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在蓝宝石衬底上MOCVD生长GaN基HEMTs外延结构；S2：采用激光剥离技术对步骤S1所述蓝宝石衬底进行剥离；S3：刻蚀、抛光GaN底表面外延层，同时抛光金刚石热沉片；S4：将步骤S2制备的所述GaN底表面和步骤S3制备的所述金刚石热沉片表面进行抛光并淀积薄层，薄层上键合粘合剂，进行低温键合、固化得到金刚石/GaN基HEMTs外延材料/Si三层结构；S5：去除所述步骤S4得到的金刚石/GaN基HEMTs外延材料/Si三层结构中的Si晶片的临时支撑材料，得到金刚石/GaN基HEMTs外延材料两层结...
【技术特征摘要】
1.一种金刚石热沉衬底GaN基HEMTs制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在蓝宝石衬底上MOCVD生长GaN基HEMTs外延结构；S2：采用激光剥离技术对步骤S1所述蓝宝石衬底进行剥离；S3：刻蚀、抛光GaN底表面外延层，同时抛光金刚石热沉片；S4：将步骤S2制备的所述GaN底表面和步骤S3制备的所述金刚石热沉片表面进行抛光并淀积薄层，薄层上键合粘合剂，进行低温键合、固化得到金刚石/GaN基HEMTs外延材料/Si三层结构；S5：去除所述步骤S4得到的金刚石/GaN基HEMTs外延材料/Si三层结构中的Si晶片的临时支撑材料，得到金刚石/GaN基HEMTs外延材料两层结构；S6：ICP刻蚀GaN基HEMTs外延材料，进行器件隔离；S7：制备器件电极。2.根据权利要求1所述的一种金刚石热沉衬底GaN基HEMTs制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：S11：蓝宝石衬底清洗，丙酮、去离子水分别超声2～3分钟；S12:将蓝宝石衬底在900～1000℃的H2气氛下进行烘烤；S13：以三甲基镓和氨气分别作为Ga源和N源，N2和H2作为载气，530～580℃下采用MOCVD技术在蓝宝石衬底上低温生长20nm的GaN成核层；S14：继续升温至1050℃生长3.5μm的GaN缓冲层；S15：再升温至1100℃，在氢气氛围下生长100nm的GaN-UID沟道层；S16：保持温度不变，以三甲基铝和氨气分别作为Al源和N源在生长1nm的AlN插入层；S17：最后以三甲基镓、三甲基铝和氨气分别作为Ga源、Al源和N源，N2和H2作为载气MOCVD交替生长25nm的AlGaN势垒层。3.根据权利要求2所述的一种金刚石热沉衬底GaN基HEMTs制备方法，其特征在于，所述外延材料具体为：蓝宝石衬底单面抛光，厚度500μm，GaN成核层厚度20nm，GaN缓冲层厚度3.5μm，本征GaN层厚度100nm，AlN层厚度1nm，AlGaN势垒层厚度20nm。4.根据权利要求1所述的一种金刚石热沉衬底GaN基HEMTs制备方法，其特征在于，步骤S2具体为：S21：取Si晶片作为临时支撑材料，用热塑性粘合剂将所述Si临时支撑材料粘到所述GaN基HEMTs外延材料上，形成蓝宝石/GaN基HEMTs...
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