一种倒装GaNHEMT器件阵列的转移和异质集成方法及其器件阵列技术

本发明专利技术涉及一种倒装GaN HEMT器件阵列的转移和异质集成方法及其器件阵列，该方法通过设置包含有重掺杂GaN牺牲层和阻断漏电流通路的高阻层的GaN HEMT器件阵列结构，在器件的表面覆盖钝化绝缘层保护器件，通过在钝化绝缘层上开设通孔暴露源漏和栅极进而通过键合金属将其键合至目标基底，进一步地结合特定的电化学腐蚀方法，将HEMT阵列从刚性衬底释放，实现了器件阵列的无损剥离，释放了材料内部的应力，有效的解决了缓冲层和衬底漏电的问题，极大的提升了HEMT器件的性能，为HEMT器件与目标基底的异构集成提供了新渠道，极大的拓宽了电子电力器件的使用范围。子电力器件的使用范围。子电力器件的使用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种倒装GaN HEMT器件阵列的转移和异质集成方法及其器件阵列


[0001]本专利技术涉及GaN HEMT
，尤其涉及一种倒装GaN HEMT器件阵列的转移和异质集成方法及其器件阵列。

技术介绍

[0002]近年来，随着半导体材料制备技术、半导体工艺制造技术、微电子技术以及功率集成技术的快速发展，电子电力技术在大功率、高频化、小型化、智能化及能源效率转化等取得了跨越式的进步。其中，功率器件作为电子电力技术的核心元器件，对于实现功率转换和提高能源转换效率起着至关重要的作用。其中，三五族氮化物作为第三代宽禁带半导体材料的代表，具有宽带隙、耐高温、高击穿电场等优势。其中AlGaN/AlN/GaN异质结由于自身的极化特性，在GaN一侧形成高电子迁移率和高面密度的二维电子气(2DEG)，从而被广泛的应用于高性能的射频器件、电子电力器件。
[0003]然而，为了减小衬底和外延材料的晶格匹配和热失配，选择外延衬底通常要求衬底在晶体结构、晶格常数上和外延材料相近，物理化学性质稳定。GaN只能外延到刚性衬底(Si，Sapphire)，很大程度上限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倒装GaN HEMT器件阵列的转移和异质集成方法，其特征在于，包括以下步骤：在生长衬底上依次外延生长包含重掺杂GaN牺牲层、高阻层、AlGaN/AlN/GaN目标层和帽层的外延叠层；图案化所述帽层；在所述目标层上形成源极和漏极；沉积栅介质层；图案化所述栅介质层，形成与所述帽层接触的栅极；沉积钝化绝缘层，图案化所述钝化绝缘层，形成暴露所述源极、漏极和栅极的窗口；在所述窗口中沉积第一键合金属层；刻蚀所述外延叠层至所述牺牲层，形成GaN HEMT器件阵列；在目标基底上的预定区域沉积第二键合金属层；将所述第二键合金属层对准所述第一键合金属层，加热键合后获得异质键合叠层；选用电化学腐蚀工艺腐蚀所述键合叠层中的牺牲层，释放所述生长衬底，实现倒装结构的GaN HEMT阵列转移。2.根据权利要求1的所述转移和异质集成方法，其特征在于，所述重掺杂GaN牺牲层的厚度选用300～400nm，其掺杂浓度为1.0～2.0
×
10
19
cm
‑3；所述高阻层选用p型GaN高阻层，其厚度为100～200nm，掺杂浓度为1～2
×
10
18
cm
‑3，掺杂元素为Fe或Mg元素。3.根据权利要求1或2的所述转移和异质集成方法，其特征在于，所述帽层选用p型GaN帽层，其厚度为100～200nm，掺杂浓度为3～5
×
10
19
cm
‑3；所述生长衬底与所述重掺杂GaN牺牲层之间还设置有缓冲层。4.根据权利要求1或2的所述转移和异质集成方法，其特征在于，所述窗口的面积小于所述源极、漏极和栅极的面积；优选地，相邻的所述阵列单元区域间隔10～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王幸福，陈鑫，林雨田，董泽鑫，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：