氮化镓基垂直器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化镓基垂直器件及其制备方法，该器件包括：氮化镓化合物缓冲层；氮化镓掺杂层，与该氮化镓化合物缓冲层相接触；第一电极，设置与该氮化镓掺杂层相接触；第二电极，设置与该氮化镓化合物缓冲层相接触；以及载板；钝化层，设置于载板上；载板互联线，贯穿钝化层，该载板互联线连接第一电极和载板；支撑层，设置于钝化层上，具有开孔结构，该开孔结构暴露钝化层中的载板互联线。本发明专利技术提供的该氮化镓基垂直器件及其制备方法，基于异质外延结构如蓝宝石衬底等制作实现，制备时通过激光剥离技术对该蓝宝石衬底进行剥离，结合半导体制造前端和后端工艺，减小了氮化镓基垂直器件的尺寸，提高了器件的散热效率，提升了器件的制造良率。

GaN based vertical device and its preparation

【技术实现步骤摘要】
氮化镓基垂直器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件及其制备领域，尤其涉及一种氮化镓基垂直器件及其制备方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)作为一种宽禁带化合物半导体材料，具有高击穿场强和电子迁移率，在LED照明领域已经拥有广阔的市场，同时在高频通信和功率转换领域也有巨大的应用前景。由于GaN本身物理性质的限制，GaN体单晶的生长具有很大的困难，所以，目前商业化的GaN基器件基本都是采用异质外延的结构(例如蓝宝石、Si、SiC等)。其中，最常用的异质结构是与GaN晶系结构相容的蓝宝石衬底。由于蓝宝石是绝缘体，常温下电阻率较大，导致无法在外延结构的蓝宝石面制作电极，制造垂直器件。通常只能在外延层的表面上制作电极，形成水平结构的器件。对于应用在高频率、高电压、大功率的功率转换装置上时，通常要求GaN器件具有较高的耐压等级，承受较高的电场强度。而水平器件往往需要较大的面积，才能维持较大的表面电场。其次，采用水平结构的LED发光二极管器件，存在有效发光面积较小，使材料的利用率降低的问题。另外，蓝宝石热导率约为0.25W/cm·K(@100℃)，导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化镓基垂直器件，其特征在于，包括：/n氮化镓化合物缓冲层；/n氮化镓掺杂层，与所述氮化镓化合物缓冲层相接触；/n第一电极，设置与所述氮化镓掺杂层相接触；以及/n第二电极，设置与所述氮化镓化合物缓冲层相接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓基垂直器件，其特征在于，包括：
氮化镓化合物缓冲层；
氮化镓掺杂层，与所述氮化镓化合物缓冲层相接触；
第一电极，设置与所述氮化镓掺杂层相接触；以及
第二电极，设置与所述氮化镓化合物缓冲层相接触。


2.根据权利要求1所述的氮化镓基垂直器件，其特征在于，还包括：
载板；
钝化层，设置于所述载板上；
载板互联线，贯穿所述钝化层，所述载板互联线连接所述第一电极和载板；以及
支撑层，设置于所述钝化层上，具有开孔结构，所述开孔结构暴露所述钝化层中的所述载板互联线。


3.根据权利要求2所述的氮化镓基垂直器件，其特征在于，所述所述开孔结构与所述第一电极在位置上一一对应，且所述开孔结构的开孔高度大于所述第一电极的高度。


4.根据权利要求2所述的氮化镓基垂直器件，其特征在于，所述第一电极和所述载板互联线间通过焊膏相连。


5.根据权利要求2所述的氮化镓基垂直器件，其特征在于，所述氮化镓掺杂层为p型掺杂和n型掺杂，所述载板的材料为硅、FR4级耐燃材料，或者树脂。


6.一种氮化镓基垂直器件的制备方法，其特征在于，包括：
取一蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底的一面具有多个凹槽结构；
在所述蓝宝石衬底具有凹槽结构的一面制备氮化镓外延结构；
制备载板结构；
将所述氮化镓外延结构键合至所述载板结...

【专利技术属性】
技术研发人员：康玄武，孙跃，刘新宇，郑英奎，魏珂，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11