一种基于临时载体的SiC/金刚石复合衬底制造方法技术

本发明专利技术涉及一种基于临时载体的SiC/金刚石复合衬底制造方法，属于半导体材料与器件技术领域，解决了现有碳化硅晶圆与金刚石直接键合后高温退火剥离薄膜时存在高应力的问题和键合界面漏电问题。该制造方法包括：向体SiC的表面垂直注入H离子；对体SiC离子注入面表面进行光滑化、原子原位沉积与活化，对Si衬底的表面进行表面活化；将体SiC离子注入面与Si衬底的活化面键合，形成体SiC/Si复合衬底；对体SiC/Si复合衬底进行高温退火，SiC薄膜从体SiC上剥离，与Si衬底构成SiC/Si复合载体；对Si衬底上SiC薄膜表面进行光滑化；将Si衬底上SiC表面与金刚石衬底键合；去除Si衬底。本发明专利技术有效解决了金刚石与SiC键合后的高温剥离退火工艺带来的高应力。带来的高应力。带来的高应力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于临时载体的SiC/金刚石复合衬底制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体材料与器件
，尤其涉及一种基于临时载体的SiC/金刚石复合衬底制造方法。

技术介绍

[0002]AlGaN/GaN HEMT器件在过去的几十年里得到了广泛的发展，并已被广泛应用于许多电子系统中。氮化镓固有的宽带隙、高击穿电场和高载流子速度使其在大功率微波应用中更为优越，具有功率密度超过40 W/mm的输出能力。
[0003]大功率GaN器件对衬底提出了高导热、高质量、自支撑的多维度要求，金刚石衬底成为大功率散热首选。在众多金刚石基GaN技术路线中，金刚石外延GaN路线难度最大，源于其晶格失配、热失配等难点问题。为了解决上述问题，现有技术提出在金刚石表面键合一层高质量半绝缘碳化硅薄膜晶体材料，利用碳化硅晶体晶格常数、晶格对称性与氮化镓的匹配性解决高质量外延生长问题，利用碳化硅材料热膨胀系数与氮化镓的匹配性缓解热失配问题。
[0004]但碳化硅晶圆与金刚石直接键合后高温退火剥离薄膜时存在高应力的问题，容易导致复合衬底裂片或局部解键合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于临时载体的SiC/金刚石复合衬底制造方法，其特征在于，包括：向体SiC的表面垂直注入H离子，形成H离子预埋层；对体SiC离子注入面表面进行光滑化、原子原位沉积与活化，对Si衬底的表面进行表面活化；将体SiC离子注入面与Si衬底的表活化面键合，形成体SiC/Si复合衬底；对体SiC/Si复合衬底进行高温退火，SiC薄膜从体SiC上剥离，与Si衬底构成SiC/Si复合载体；分别对Si衬底上SiC薄膜和金刚石表面进行光滑化和原子原位沉积；将Si衬底上SiC表面与金刚石衬底键合；去除Si衬底，得到SiC薄膜与金刚石复合衬底；对SiC薄膜与金刚石复合衬底进行超高温退火。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，采用离子束光滑化方式对体SiC离子注入面表面进行光滑化，光滑化角度为0
°‑
30
°
。3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述原子原位沉积的溅射靶材采用高阻硅、氧化铝、氧化硅或掺钒硅材料。4. 根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述高阻硅的阻值高于5000 Ω
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫华，邢湘杰，高润华，刘新宇，黄森，魏珂，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：