GaN器件SiC衬底刻蚀方法技术

本发明专利技术提供了一种GaN器件SiC衬底刻蚀方法，包括如下步骤：提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面上形成有半导体器件层；通过激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀，并在所述衬底的第二表面形成盲孔；通过干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀，使所述盲孔贯通至所述半导体器件层远离所述衬底的表面。本发明专利技术通过采用激光刻蚀对SiC等衬底进行刻蚀，刻蚀过程稳定性好，可重复性高，避免了采用Ni等金属掩膜进行干法刻蚀所产生的沉积物；省去了制作光刻版的成本，简化了工艺复杂度和工艺时间；激光刻蚀过程不会使衬底温度升高，避免了键合晶圆的开裂问题。

【技术实现步骤摘要】
GaN器件SiC衬底刻蚀方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种GaN器件SiC衬底刻蚀方法。
技术介绍
氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)是一种异质结场效应晶体管，该器件结构基于具有很高迁移率的二维电子气(2DEG)工作，能够应用于超高频、超高速器件领域，具有广泛的运用前景。目前，现有的GaNHEMT器件通常采用SiC作为衬底，这是由于SiC衬底相较于Si衬底而言，对于GaN晶格匹配程度相对较好。在采用SiC衬底制备GaN器件时，需要在SiC衬底中形成背孔，连通衬底背面的镀金层和正面的GaN器件，使GaN器件能更好地应用于射频器件中。然而，SiC衬底因其材料原因，相比Si衬底，其干法刻蚀较为困难。一般采用能量较大的ICP刻蚀配合Ni等金属刻蚀掩膜版进行干法刻蚀，以形成背孔结构。Ni等金属刻蚀掩膜版虽然抗离子束刻蚀能力较强，能够保护非刻蚀区域不被刻蚀，却容易在离子束作用下形成不易挥发的残留物，沉积在刻蚀腔室壁上，需要定期清理。这不但缩短了设备维护周期，增加了维护成本，残留物也容易影响刻蚀的工艺稳定性。因此，有必要提出一种新的半导体器件衬底刻蚀方法，解决上述问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种GaN器件SiC衬底刻蚀方法，用于解决现有技术中刻蚀SiC衬底容易产生残留物的问题。为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供了一种半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面上形成有半导体器件层；通过激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀，并在所述衬底的第二表面形成盲孔；通过干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀，使所述盲孔贯通至所述半导体器件层远离所述衬底的表面。作为本专利技术的一种可选方案，在通过所述激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀前，还包括先在所述衬底的第二表面上形成保护层的步骤。作为本专利技术的一种可选方案，所述保护层包括铝层。作为本专利技术的一种可选方案，所述激光刻蚀停止于所述衬底中，并在所述衬底中未被刻蚀的部分形成衬底剩余层；所述干法刻蚀包括刻蚀所述衬底剩余层的第一干法刻蚀和刻蚀所述半导体器件层的第二干法刻蚀；所述第二干法刻蚀还同时去除所述保护层。作为本专利技术的一种可选方案，所述衬底包括SiC衬底，所述半导体器件层由AlGaN层和GaN层叠置构成；所述第一干法刻蚀为采用F基气氛的ICP干法刻蚀，所述第二干法刻蚀为采用Cl基气氛的ICP干法刻蚀。作为本专利技术的一种可选方案，所述衬底剩余层的厚度范围介于5至10微米之间。作为本专利技术的一种可选方案，在通过所述干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀前，还包括通过化学试剂清洗去除激光刻蚀过程中产生的残渣的步骤。作为本专利技术的一种可选方案，所述激光刻蚀所用的激光波长为193纳米或248纳米。作为本专利技术的一种可选方案，所述半导体器件层远离所述衬底的表面还键合于临时键合载片，所述半导体器件层的干法刻蚀停止于所述临时键合载片上。作为本专利技术的一种可选方案，所述半导体器件包括GaN器件。如上所述，本专利技术提供一种半导体器件衬底刻蚀方法，具有以下有益效果：本专利技术通过引入一种新的半导体器件衬底刻蚀方法，通过采用激光刻蚀对SiC等衬底进行刻蚀，刻蚀过程稳定性好，可重复性高，避免了采用Ni等金属掩膜进行干法刻蚀所产生的沉积物；省去了制作光刻版的成本，简化了工艺复杂度和工艺时间；激光刻蚀过程不会使衬底温度升高，避免了键合晶圆的开裂问题。附图说明图1显示为本专利技术实施例一中半导体器件衬底刻蚀方法的流程图。图2显示为本专利技术实施例一中未刻蚀前的衬底截面示意图。图3显示为本专利技术实施例一中激光刻蚀后的衬底截面示意图。图4显示为本专利技术实施例一中第一干法刻蚀后的衬底截面示意图。图5显示为本专利技术实施例一中第二干法刻蚀后的衬底截面示意图。元件标号说明100衬底100a衬底剩余层101半导体器件层102盲孔102a残渣103保护层104临时键合载片S1～S3步骤1)～3)具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例一请参阅图1至图5，本实施例提供了一种半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提供一衬底100，所述衬底100具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底100的第一表面上形成有半导体器件层101；2)通过激光刻蚀对所述衬底100的第二表面进行刻蚀，并在所述衬底100的第二表面形成盲孔102；3)通过干法刻蚀对所述盲孔102进行刻蚀，使所述盲孔102贯通至所述半导体器件层101远离所述衬底100的表面。在步骤1)中，请参阅图1的S1步骤及图2，提供一衬底100，所述衬底100具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底100的第一表面上形成有半导体器件层101。如图2所示，图中所述衬底100朝下的表面为所述衬底100的第一表面，所述衬底100朝上的表面为所述衬底100的第二表面。在所述衬底100的第一表面上形成有半导体器件层101。作为示例，所述半导体器件包括GaN器件，所述衬底100包括SiC衬底，所述半导体器件层101由AlGaN层和GaN层叠置构成。例如，所述半导体器件可以是GaNHEMT器件，其器件层由AlGaN层和GaN层在SiC衬底上叠置构成。相比采用SF6或HBr等刻蚀气体较易进行化学性干法刻蚀的Si衬底，SiC材料由于含C元素，其刻蚀副产物不易挥发，刻蚀较为困难，需要提高射频功率以增加干法刻蚀中物理性离子轰击的能量，这就要求刻蚀掩膜使用刻蚀选择比更高的Ni等金属掩膜。而当采用Ni金属掩膜时，就会出现刻蚀腔室残留物沉积的问题。本专利技术通过采用激光刻蚀能够有效地改善上述问题。需要指出的是，本专利技术不限于用于对SiC衬底的刻蚀，也可以用于其他具有类似SiC材料性质的衬底的刻蚀；所述半导体器件层也不限于由AlGaN层和GaN层构成，也可以是其他半导体层。作为示例，如图2所示，所述衬底100的第二表面上还形成有保护层103。可选地，所述保护层103包括铝层。所述保护层103用于在后续的激光刻蚀中覆盖并保护所述衬底100的第二表面上的非刻蚀区域。可选地，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：/n提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面上形成有半导体器件层；/n通过激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀，并在所述衬底的第二表面形成盲孔；/n通过干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀，使所述盲孔贯通至所述半导体器件层远离所述衬底的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面上形成有半导体器件层；
通过激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀，并在所述衬底的第二表面形成盲孔；
通过干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀，使所述盲孔贯通至所述半导体器件层远离所述衬底的表面。


2.根据权利要求1所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，在通过所述激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀前，还包括先在所述衬底的第二表面上形成保护层的步骤。


3.根据权利要求2所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述保护层包括铝层。


4.根据权利要求2所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述激光刻蚀停止于所述衬底中，并在所述衬底中未被刻蚀的部分形成衬底剩余层；所述干法刻蚀包括刻蚀所述衬底剩余层的第一干法刻蚀和刻蚀所述半导体器件层的第二干法刻蚀；所述第二干法刻蚀还同时去除所述保护层。


5.根据权利要求4所述的半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁发新，莫炯炯，陈华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33