一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法技术

技术编号:16548830 阅读:49 留言:0更新日期:2017-11-11 12:55
本发明专利技术公开了一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法,主要包括刻蚀前处理、刻出预刻孔,对SiC衬底层在第一刻蚀参数下进行第一干法刻蚀,对GaN基层在第二刻蚀参数下进行第二干法刻蚀,经刻蚀后最终形成背孔,此刻蚀方法在大尺寸特别是六英寸SiC基GaN晶体上刻蚀时,实现了对SiC衬底层刻蚀时,SiC对GaN的选择比大于30:1、对Ni选择比大于30:1、侧壁角度85°‑87°,对GaN基层刻蚀时,GaN对SiC选择比大于3:1、侧壁角度大于85°,最终刻蚀出的背孔颗粒玷污少、金属侵蚀弱,孔内刻蚀均匀,器件本身的翘曲度得到了有效控制。

A deep hole etching method for SiC based GaN crystal

The invention discloses a deep etching method for SiC based GaN crystal, including etching pretreatment, carved preetching hole, on the SiC substrate in the first etching parameters for the first dry etching of GaN base second dry etching in the second etching parameters, by the end of the formation after etching the back hole, at the moment etching method in large size is six inches of SiC based on GaN crystal etching, the etching of SiC substrate layer, SiC on the choice of GaN is more than 30:1 to Ni, select the ratio is greater than 30:1 and the side wall angle of 85 degrees to 87 degrees, GaN base on SiC GaN etching, select the ratio is greater than 3:1 and the side wall angle greater than 85 degrees, the back hole particles eventually etched, tarnish metal erosion is weak, the hole etching uniformity, the warpage of the device itself has been effectively controlled.

【技术实现步骤摘要】
一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法
本专利技术涉及场效应晶体管(FET)领域和化合物半导体工艺领域,特别是涉及SiC基GaN晶体的SiC背孔刻蚀方法。
技术介绍
作为第三代宽禁带化合物半导体器件的AlGaN/GaNHEMT在功率输出、频率特性等方面具有优良的特性,使其在高温、高频、大功率器件方面有着很好的应用前景,目前在国内外得到了广泛的研究目前,选用SiC作为AlGaN/GaNHEMT的首选衬底材料从而制造出SiC基AlGaN/GaNHEMT器件。对于SiC基AlGaN/GaNHEMT器件而言,需要通孔接地,以改善器件的频率特性和可靠性,方便微波单片集成电路的设计制作,目前SiC基AlGaN/GaNHEMT器件的通孔是选择对SiC基AlGaN/GaN晶圆进行干法刻蚀。干法刻蚀的选择性差、存在离子辐射损伤等问题,对大尺寸的SiC基AlGaN/GaNHEMT器件进行刻蚀,特别是对6英寸的SiC基AlGaN/GaNHEMT器件进行刻蚀时,这些问题进而也被放大,因此在刻蚀速率、孔的均匀性、SiC和GaN选择比、GaN和金属选择上很难达到工艺要求,另外在大尺寸的SiC基AlGaN/GaNH本文档来自技高网...
一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法

【技术保护点】
一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法,所述SiC基GaN晶体从下至上依次为SiC衬底层、GaN层、源金属层,其特征在于,包括以下步骤:S1:刻蚀前处理,对所述SiC衬底层进行机械研磨将其减薄至90um‑110μm,在所述SiC衬底层背面光刻出背孔图形并沉积Ti,形成Ti种子层,在所述Ti种子层上电镀金属Ni掩膜直至金属Ni掩膜的厚度为8μm‑11μm;S2:去除背孔图形处的金属Ni掩膜、Ti种子层,形成底部平整的预刻孔;S3:沿所述预刻孔对SiC衬底层在第一刻蚀参数下进行第一干法刻蚀,所述第一干法刻蚀包括顺次进行的主刻蚀工序、过刻蚀工序及打底层处理工序,所述主刻蚀工序刻蚀SiC衬底层直至刻蚀的...

【技术特征摘要】
1.一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法,所述SiC基GaN晶体从下至上依次为SiC衬底层、GaN层、源金属层,其特征在于,包括以下步骤:S1:刻蚀前处理,对所述SiC衬底层进行机械研磨将其减薄至90um-110μm,在所述SiC衬底层背面光刻出背孔图形并沉积Ti,形成Ti种子层,在所述Ti种子层上电镀金属Ni掩膜直至金属Ni掩膜的厚度为8μm-11μm;S2:去除背孔图形处的金属Ni掩膜、Ti种子层,形成底部平整的预刻孔;S3:沿所述预刻孔对SiC衬底层在第一刻蚀参数下进行第一干法刻蚀,所述第一干法刻蚀包括顺次进行的主刻蚀工序、过刻蚀工序及打底层处理工序,所述主刻蚀工序刻蚀SiC衬底层直至刻蚀的孔深度达到85-90μm,所述过刻蚀工序延续主刻蚀工序刻通SiC衬底层并停留在GaN层,所述打底层处理工序除去因过刻蚀工序而在GaN层上形成的聚合物;S4:沿SiC衬底层上的孔对GaN层在第二干法刻蚀参数下进行第二干法刻蚀,所述第二干法刻蚀包括顺次进行的主刻蚀工序、过刻蚀工序及打底层处理工序,所述主刻蚀工序刻通GaN层,所述过刻蚀工序刻到源金属层的背面,所述打底层处理工序除去因过刻蚀工序而形成的镓聚合物。2.根据权利要求1所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法,其特征在于:所述干法刻蚀选用感应耦合等离子体刻蚀机。3.根据权利要求2所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法,其特征在于:所述第一干法刻蚀采用含六氟化硫气体、氩气、氧气的混合气体生成的等离子体进行刻蚀,所述第一刻蚀参数为:六氟化硫气体体积流量为4-135sccm,氩气体积流量为10-135sccm,氧气体积流量为0-5sccm,所述感应耦合等离子体刻蚀机的线圈功率为1000~1800W,板极功率为180~45...

【专利技术属性】
技术研发人员:王珺楠
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

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