一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法及其器件技术

本发明专利技术公开了一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法及其器件，包括：在硅衬底上生长第一GaN层；转移单层或双层石墨烯薄膜至所述第一GaN层上；在所述石墨烯薄膜上依次生长第二GaN层和AlGaN层；在所述AlGaN层上涂敷柔性胶；通过所述柔性胶将所述第二GaN层与第一GaN层从石墨烯薄膜处分开；将分开后的第二GaN层转移到金刚石衬底上；去除所述柔性胶并在AlGaN层上制造源极、漏极和栅极，得到GaN HEMT功率器件。本发明专利技术可直接在金刚石衬底上键合GaN层，成本低，工艺简单，而且GaN层厚度可以控制，通过选择更薄的GaN层，可以更好的传导热量，提高器件功率密度。件功率密度。件功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法及其器件


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法及其器件。

技术介绍

[0002]GaN 禁带宽度大，载流子迁移率高，基于GaN材料制造的HEMT器件（High Electron Mobility Transistor）具有耐压高、工作频率高，且可以高温工作的特点。但是，随着GaN基微波功率器件功率的提高和器件尺寸的缩小，散热问题成为制约其可靠工作的重要因素，因此需要增强其散热能力。传统的散热方法是在器件正面或者背面沉积或者键合具有高热导率的材料。在目前所知的天然材料中，金刚石具有最高的热导率（800W/m.K ~1800W/m.K)，是应用于GaN基高功率器件的优异导热材料。
[0003]因为硅和GaN晶格失配较大，不能直接在硅衬底上直接生长GaN，因此，目前使用金刚石进行散热的主流方法中提到一种是将原来硅基衬底磨掉，然后利用中间键合层将GaN层与金刚石衬底键合，另一种是在器件表面通过化学器件沉积的方式生长金刚石，但由于GaN薄膜本身是在硅衬底上外延，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、在硅衬底上生长第一GaN层；S2、转移单层或双层石墨烯薄膜至所述第一GaN层上；S3、在所述石墨烯薄膜上依次生长第二GaN层和AlGaN层；S4、在所述AlGaN层上涂敷柔性胶；S5、通过所述柔性胶将所述第二GaN层与第一GaN层从石墨烯薄膜处分开；S6、将分开后的第二GaN层转移到金刚石衬底上；S7、去除所述柔性胶并在AlGaN层上制造源极、漏极和栅极，得到GaN HEMT功率器件。2.根据权利要求1所述的一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法，其特征在于，将所述第二GaN层和AlGaN层的总厚度制作为微米量级。3.根据权利要求1所述的一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法，其特征在于，所述柔性胶为PDMS柔性胶。4.根据权利要求1所述的一种在金刚石衬底上键合GaN层的方法，其特征在于，所述第二GaN层的厚度为100nm
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【专利技术属性】
技术研发人员：王中健，曹远迎，
申请(专利权)人：成都功成半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：