一种金刚石基氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石基氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法。首先在键合有临时载体晶片的氮化镓刻蚀面上制备中间介质层保护薄膜；然后使用镀膜掩膜板在介质层薄膜表面刻蚀形成纳米深度的多孔或沟槽结构；在有多孔或沟槽结构的介质层薄膜表面沉积一层金刚石多晶薄膜，填满多孔或沟槽结构并覆盖介质膜；将金刚石多晶薄膜减薄抛光至平整表面并露出带有金刚石孔柱或沟槽结构的介质层薄膜，在其表面外延生长金刚石多晶膜衬底；最后去除临时载体晶片得到金刚石基氮化镓晶片，并在金刚石基氮化镓晶片上制备高电子迁移率晶体管。该方法在介质层薄膜中形成了金刚石导热通道，有效减少了因介质层引入带来的界面热阻，有利于提高氮化镓基功率器件使用性能。高氮化镓基功率器件使用性能。高氮化镓基功率器件使用性能。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石基氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种金刚石基氮化镓高电子迁移率晶体管及其制备方法，属于电子材料与器件


技术介绍

[0002]氮化镓材料具有宽禁带、高饱和电子漂移速率、高击穿电场、良好化学稳定性等优异性能，在微电子材料与器件应用方面可广泛用作高温、高频和大功率器件，如高电子迁移率晶体管、异质结双极晶体管等。然而，氮化镓基高电子迁移率晶体管在运行过程中，随着功率密度的增加，芯片有源区的热积累效应迅速增加，极大影响其最大输出功率，降低了系统性能和可靠性。因而，散热问题成为严重限制氮化镓功率器件发展和应用的关键技术问题之一。
[0003]目前常用的氮化镓器件衬底材料包括碳化硅、氮化铝、氮化硅和其它金属氧化物等材料（中国专利202011537789.6、201610178227.4、ACS Applied Materials & Interfaces Vol 9，2017, 34416~34422），但是这些衬底材料的热导率较低（40~400 W
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石基氮化镓高电子迁移率晶体管的制备方法，其特征在于包括下列步骤：将氮化镓晶片正面和临时载体晶片进行键合；采用等离子体刻蚀氮化镓背面，并在氮化镓刻蚀面上制备中间介质层薄膜；使用镀膜掩膜板通过刻蚀介质层薄膜形成纳米深度的多孔或沟槽结构表面；在有多孔或沟槽结构介质层薄膜表面沉积生长一层金刚石多晶膜，填满多孔或沟槽结构并覆盖介质层薄膜；将金刚石多晶膜减薄抛光加工至平整表面并显露出带有金刚石孔柱或沟槽结构的介质层薄膜，在其表面外延生长金刚石多晶膜衬底；去除临时载体晶片得到金刚石基氮化镓晶片，并在金刚石基氮化镓晶片上制备高电子迁移率晶体管，从而获得金刚石基氮化镓高电子迁移率晶体管。2.根据权利要求1所述的金刚石基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）将氮化镓晶片正面和临时载体晶片正面均匀涂覆键合材料进行键合，得到以临时载体晶片为衬底的氮化镓晶片；（2）采用等离子体刻蚀氮化镓晶片背面并清洗烘干，在氮化镓刻蚀面上制备中间介质层薄膜；（3）使用镀膜掩膜板通过离子束刻蚀介质层薄膜表面形成纳米深度的多孔或沟槽结构的介质膜；（4）采用化学气相沉积方法在氮化镓晶片多孔或沟槽结构介质层薄膜表面生长一层金刚石多晶薄膜，将多孔或沟槽结构填满并覆盖介质膜；（5）将金刚石多晶膜激光或离子减薄、精密抛光加工至平整表面并显露出带有金刚石孔或沟槽结构的介质层薄膜；（6）采用化学气相沉积方法在有金刚石孔或沟槽结构的介质层薄膜表面外延生长金刚石多晶膜衬底；（7）去除键合材料将临时载体晶片与氮化镓晶片分离，得到金刚石基氮化镓晶片；（8）在金刚石基氮化镓晶片上制备高电子迁移率晶体管，从而得到了...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兵，于盛旺，马永，王永胜，黑鸿君，吴艳霞，高洁，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：