基于循环刻蚀技术的多晶金刚石薄膜与GaNHEMT集成制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于循环刻蚀技术的多晶金刚石薄膜与GaN HEMT集成制备方法，包括：在AlGaN/GaN外延片上依次生长介质层、金刚石散热层和硬掩模层；采用循环刻蚀技术在源极区域、漏极区域和台面隔离区域内循环刻蚀掉硬掩模层和金刚石散热层，并刻蚀掉介质层，形成源电极图形、漏电极图形和台面隔离图形；在源电极图形内制备源电极，在漏电极图形内制备漏电极；刻蚀台面隔离图形内的AlGaN势垒层和部分GaN缓冲层，形成台面隔离；采用循环刻蚀技术在栅极区域内循环刻蚀掉硬掩模层和金刚石散热层，并刻蚀掉介质层，形成栅电极图形；在栅电极图形内制备栅电极。该方法消除了微掩膜以及金刚石毛刺，得到了平滑的表面。得到了平滑的表面。得到了平滑的表面。

【技术实现步骤摘要】
基于循环刻蚀技术的多晶金刚石薄膜与GaN HEMT集成制备方法


[0001]本专利技术属于半导体工艺
，具体涉及一种基于循环刻蚀技术的多晶金刚石薄膜与GaN HEMT集成制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，以氮化镓为代表的第三代半导体材料，因具有较大的禁带宽度、较高的电子饱和速度和电子迁移率、较高的击穿电场等优点，使其在航空航天、新能源汽车、通讯雷达等等高频大功率领域表现出优异的性能。在GaN和AlGaN材料组成的新型异质结构中GaN器件性能更加出众。由于极化效应的原因，GaN构成的异质结构可以在表面处形成高密度的二维电子气。这种由异质结材料制备的器件称为高电子迁移率晶体管，即HEMT。以HEMT为代表的GaN器件逐渐成为新型大功率、高频器件的主要研究方向。尽管HEMT拥有较高的功率输出密度，但随着器件小型集成化的发展，使得HEMT在高功率、高频率的工作环境下面临着严峻挑战。其主要原因是HEMT在高功率、高频的工作环境下会产生大量的热堆积，这些热量无法快捷有效的散发出去，而聚集在器件内部，对器件性能造成危害，这种现象被称为自热效应。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于循环刻蚀技术的多晶金刚石薄膜与GaN HEMT集成制备方法，其特征在于，包括步骤：在AlGaN/GaN外延片上依次生长介质层、金刚石散热层和硬掩模层；采用循环刻蚀技术在源极区域、漏极区域和台面隔离区域内循环刻蚀掉所述硬掩模层和所述金刚石散热层，并刻蚀掉所述介质层，形成源电极图形、漏电极图形和台面隔离图形；在所述源电极图形内制备源电极，在所述漏电极图形内制备漏电极；刻蚀所述台面隔离图形内的AlGaN势垒层和部分GaN缓冲层，形成台面隔离；采用循环刻蚀技术在栅极区域内循环刻蚀掉所述硬掩模层和所述金刚石散热层，并刻蚀掉所述介质层，形成栅电极图形；在所述栅电极图形内制备栅电极。2.根据权利要求1所述的基于循环刻蚀技术的多晶金刚石薄膜与GaN HEMT集成制备方法，其特征在于，采用循环刻蚀技术在源极区域、漏极区域和台面隔离区域内循环刻蚀掉所述硬掩模层和所述金刚石散热层，并刻蚀掉所述介质层，形成源电极图形、漏电极图形和台面隔离图形，包括：在所述硬掩模层上光刻源极区域、漏极区域和台面隔离区域；刻蚀所述源极区域、漏极区域和台面隔离区域内的硬掩模层，使得所述金刚石散热层暴露出来；刻蚀所述金刚石散热层，并在每次刻蚀完检查刻蚀区域的表面；若刻蚀区域的表面存在金刚石毛刺，则循环刻蚀残留的硬掩模材料和所述金刚石散热层；若刻蚀区域的表面无金刚石毛刺，则结束循环刻蚀；刻蚀掉剩余的金刚石散热层，并刻蚀掉源极区域、漏极区域和台面隔离区域的所述介质层至势垒层，在势垒层表面形成源电极图形、漏电极图形和台面隔离图形，若无剩余的金刚石散热层，则刻蚀掉源极区域、漏极区域和台面隔离区域的所述介质层至势垒层，在势垒层表面形成源电极图形、漏电极图形和台面隔离图形。3.根据权利要求1所述的基于循环刻蚀技术的多晶金刚石薄膜与GaN HEMT集成制备方法，其特征在于，采用循环刻蚀技术在栅极区域内循环刻蚀掉所述硬掩模层和所述金刚石散热层，并刻蚀掉所述介质层，形成栅电极图形，包括：在所述硬掩模层上光刻栅极区域；刻蚀所述栅极区域内的硬掩模层，使得所述金刚石散热层暴露出来；刻蚀所述金刚石散热层，并在每次刻蚀完检查刻蚀区域的表面；若刻蚀区域的表面存在金刚石毛刺，则循环刻蚀残留的硬掩模材料和所述金刚石散热层；若刻蚀区域的表面无金刚石毛刺，则结束循环刻蚀；刻蚀掉剩余的金刚石散热层，并刻蚀掉栅极区域的所述介质层至势垒层，在势垒层表面形成栅电极图形，若无剩余的金刚石散热层，则刻蚀掉栅极区域的所述介质层，在势垒层表面形成栅电极图形。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：武玫，孙浩伦，马晓华，王平，杨凌，侯斌，张濛，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：