复合衬底及其制造方法、射频半导体器件及其制造方法技术

本申请公开了一种复合衬底及其制造方法、射频半导体器件及其制造方法，涉及半导体器件技术领域。复合衬底可包括蓝宝石层；设置在蓝宝石层一侧的初始吸热层，初始吸热层用于在激光照射下，吸收激光并发生分解反应；设置在初始吸热层远离蓝宝石层一侧的外延晶格匹配层，外延晶格匹配层用于生长外延材料。根据本申请实施例，有利于减少射频半导体器件中衬底的厚度，进而有利于改善射频半导体器件的热阻特性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
复合衬底及其制造方法、射频半导体器件及其制造方法


[0001]本申请属于半导体器件
，尤其涉及一种复合衬底及其制造方法、射频半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistors， HEMT）作为宽禁带（WBG）功率半导体器件的代表，器件在高频功率应用方面有巨大的潜力。
[0003]相关技术中，出于射频半导体器件的性能和其可靠性的考虑，射频氮化镓领域通常采用碳化硅衬底。为了改善射频半导体器件的热阻特性，利用碳化硅衬底制作的射频半导体器件制造完成后，还需要对碳化硅衬底进行减薄处理，由于受到减薄工艺的限制，得到的减薄后的碳化硅衬底厚度仍较厚，限制了射频半导体器件的热阻性能的进一步改善。其中，射频半导体器件的热阻特性为射频半导体器件的散热能力。
[0004]也就是说，由于相关技术中的衬底厚度较厚，导致射频半导体器件的热阻性能有待进一步改善。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种复合衬底及其制造方法、射频半导体器件及其制造方法，有利于减少射频半导体器件中衬底的厚度，进而有利于改善射频半导体器件的热阻特性。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种复合衬底，复合衬底包括：蓝宝石层；设置在蓝宝石层一侧的初始吸热层，初始吸热层用于在激光照射下，吸收激光并发生分解反应；设置在初始吸热层远离蓝宝石层一侧的外延晶格匹配层，外延晶格匹配层用于生长外延材料。
[0007]在第一方面的一些可选实施方式中，蓝宝石层的厚度大于300um。
[0008]在第一方面的一些可选实施方式中，初始吸热层的材料包括氮化硅，或者，初始吸热层的材料包括氮化铝。
[0009]在第一方面的一些可选实施方式中，初始吸热层的厚度大于等于10nm，且小于等于10um。
[0010]在第一方面的一些可选实施方式中，外延晶格匹配层的材料包括硅、氮化镓、碳化硅、氮化铝、蓝宝石和金刚石中的一种。
[0011]在第一方面的一些可选实施方式中，外延晶格匹配层的材料包括硅、氮化镓、氮化铝和碳化硅中的一种。
[0012]基于相同的专利技术构思，第二方面，本申请实施例提供一种复合衬底的制造方法，复合衬底的制造方法包括：提供蓝宝石层；
在蓝宝石层的一侧形成初始吸热层，初始吸热层用于在激光照射下，吸收激光并发生分解反应；在初始吸热层远离蓝宝石层的一侧形成外延晶格匹配层，外延晶格匹配层用于生长外延材料。
[0013]基于相同的专利技术构思，第三方面，本申请实施例提供一种射频半导体器件，射频半导体器件包括：目标吸热层；设置在目标吸热层一侧的外延晶格匹配层；设置在外延晶格匹配层远离目标吸热层一侧的外延材料层；设置在外延材料层远离外延晶格匹配层一侧的有源层；设置在目标吸热层远离外延晶格匹配层一侧的金属层。
[0014]在第三方面的一些可选实施方式中，目标吸热层的厚度与外延晶格匹配层的厚度之和，大于等于100nm且小于等于100um。
[0015]基于相同的专利技术构思，第四方面，本申请实施例提供一种射频半导体器件的制造方法，射频半导体器件的制造方法包括：提供复合衬底，复合衬底包括蓝宝石层、设置在蓝宝石层一侧的初始吸热层，以及设置在初始吸热层远离蓝宝石层一侧的外延晶格匹配层，初始吸热层用于在激光照射下吸收激光并发生分解反应，外延晶格匹配层用于生长外延材料；在外延晶格匹配层远离初始吸热层的一侧形成外延材料层；在外延材料层远离外延晶格匹配层的一侧形成有源层，并在有源层远离外延材料层的一侧形成键合材料层；去除蓝宝石层和至少部分初始吸热层，以形成目标吸热层；在目标吸热层远离外延晶格匹配层的一侧形成金属层，并去除键合材料层。
[0016]在第四方面的一些可选实施方式中，去除蓝宝石层和至少部分初始吸热层，以形成目标吸热层，包括：利用激光剥离技术，去除蓝宝石层和至少部分初始吸热层，以形成目标吸热层。
[0017]本申请实施例提供一种复合衬底及其制造方法、射频半导体器件及其制造方法，该复合衬底可包括蓝宝石层、初始吸热层和外延晶格匹配层，其中，初始吸热层设置在蓝宝石层与外延晶格匹配层之间。初始吸热层可在激光照射下，吸收激光并发生分解反应，可将蓝宝石层和外延晶格匹配层剥离，进而有利于减少射频半导体器件中衬底的厚度，从而有利于改善射频半导体器件的热阻特性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是相关技术中的氮化镓高电子迁移率晶体管的一种结构示意图；图2是本申请实施例提供的复合衬底的一种结构示意图；图3是本申请实施例提供的复合衬底的制造方法的一种流程示意图；
图4是本申请实施例提供的蓝宝石层的一种截面结构示意图；图5是本申请实施例提供的形成初始吸热层的一种截面结构示意图；图6是本申请实施例提供的射频半导体器件的一种结构示意图；图7是本申请实施例提供的射频半导体器件的制造方法的一种流程示意图；图8是本申请实施例提供的形成外延材料层的一种截面结构示意图；图9是本申请实施例提供的形成有源层和键合材料层的一种截面结构示意图；图10是本申请实施例提供的形成的目标吸热层和去除键合材料层的一种截面结构示意图。
[0020]附图标记说明：a、碳化硅衬底材料；t、过渡层；b、氮化镓缓冲层；c、铝镓氮势垒层；e、氮化镓盖帽层；s、源极；g、栅极；d、漏极；f、源场板；1、蓝宝石层；2、初始吸热层；3、外延晶格匹配层；4、目标吸热层；5、外延材料层；6、有源层；61、栅极结构；62、源极结构；63、漏极结构；7、键合材料层；8、金属层；X、第一方向。
具体实施方式
[0021]下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
[0022]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合衬底，其特征在于，包括：蓝宝石层；设置在所述蓝宝石层一侧的初始吸热层，所述初始吸热层用于在激光照射下，吸收激光并发生分解反应；设置在所述初始吸热层远离所述蓝宝石层一侧的外延晶格匹配层，所述外延晶格匹配层用于生长外延材料。2.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述初始吸热层的材料包括氮化硅，或者，所述初始吸热层的材料包括氮化铝。3.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述初始吸热层的厚度大于等于10nm，且小于等于10um。4.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述外延晶格匹配层的材料包括硅、氮化镓、碳化硅、氮化铝、蓝宝石和金刚石中的一种。5.根据权利要求4所述的复合衬底，其特征在于，所述外延晶格匹配层的材料包括硅、氮化镓、氮化铝和碳化硅中的一种。6.一种复合衬底制造方法，其特征在于，包括：提供蓝宝石层；在所述蓝宝石层的一侧形成初始吸热层，所述初始吸热层用于在激光照射下，吸收激光并发生分解反应；在所述初始吸热层远离所述蓝宝石层的一侧形成外延晶格匹配层，所述外延晶格匹配层用于生长外延材料。7.一种射频半导体器件，其特征在于，包括：目标吸热层；设置在所述目标吸热层一侧的外延晶格匹配层；设置在所述外延晶格匹配层远离所述目标吸热层一侧的外延材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄安东，
申请(专利权)人：苏州华太电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：