【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
1、 射频前端是智能手机里的核心器件之一，主要由四大模块组成：功率放大器、开关、滤波器和低噪声放大器。功率放大器按照晶体管类型分为双极结型晶体管(bipolarjunction transistor，bjt)、异质结双极型晶体管(hetero-junctionbipolartransistor，hbt)以及高电子迁移率晶体管(high electron mobilitytransistor，hemt)。异质结双极晶体管是一种双极结晶体管，发射区和基区具有两种不同的半导体材料，具有不同的能带隙。异质结双极晶体管因其基极电阻低、截止频率高、效率高、设计灵活性大、成本低等优点而在工业中得到广泛应用。
2、然而，目前的异质结双极晶体管结构仍存在诸多问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体器件及其形成方法，以提升异质结双极晶体管结构的散热性能以及集成度。
2、为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供第一基底，所述第一基底包括若干有源区；提供第二基底，所述第二基底具有相对的第一面与第二面；在所述第二基底的所述第一面上形成晶体管，所述晶体管包括：位于所述第一面上的集电层、位于集电层上的基层以及位于基层上的发射层，所述集电层、基层以及发射层的材料与所述第一基底的材料不同；去除所述第二基底；在去除所述第二基底之后，将所述晶体管与所述第一基底进行第
3、可选的，所述第二基底的材料包括砷化镓；所述第一基底的材料包括硅、碳化硅或氮化镓。
4、可选的，形成所述晶体管还包括：在所述第二基底与集电层之间形成第一阻挡层，所述第一阻挡层的刻蚀速率小于所述第二基底的刻蚀速率，所述第一阻挡层与所述第一基底接合。
5、可选的，去除所述第二基底的方法包括：提供载片，在所述晶体管表面形成粘合层，将所述载片与所述粘合层进行第二接合处理，翻转第二接合处理后的结构，对所述第二基底进行减薄处理；对减薄处理后的第二基底进行刻蚀处理，直至暴露出所述第一阻挡层的表面。
6、可选的，所述刻蚀处理的方法包括湿法刻蚀；所述第二基底材料的蚀刻速率与所述第一阻挡层材料的蚀刻速率比例范围为10:1~20:1。
7、可选的，所述第一接合处理为键合处理，在去除第二基底之后，在第一接合处理之前，还包括：在所述第一阻挡层上形成第一键合层；在所述第一基底表面形成第二键合层，所述第一接合处理将所述第一键合层与第二键合层键合连接。
8、可选的，还包括：对集电层进行离子掺杂或刻蚀处理，在所述集电层内形成若干隔离区。
9、相应的，本专利技术技术方案中还提供一种半导体器件，包括：第一基底，所述第一基底包括若干有源区；接合于所述有源区表面的晶体管，所述晶体管包括：位于第一基底上的第一阻挡层、位于所述第一阻挡层上的集电层、位于集电层上的基层以及位于基层上的发射层，所述第一阻挡层的材料与所述集电层的材料不同，所述第一阻挡层用于保护所述集电层，所述集电层、所述基层以及所述发射层的材料与所述第一基底的材料不同。
10、可选的，所述第一阻挡层材料包括本征态的磷化铟镓、或本征态的砷化铝镓。
11、可选的，所述第一基底材料的导热系数大于所述集电层材料、所述基层材料以及所述发射层材料的导热系数。
12、可选的，所述第一基底材料包括硅、碳化硅或氮化镓。
13、可选的，所述集电层的材料包括砷化镓；所述基层的材料包括砷化镓；所述发射层的材料包括砷化镓或铟镓砷。
14、可选的，所述接合包括键合，所述半导体器件还包括：位于所述第一阻挡层与所述第一基底之间的键合层，所述第一阻挡层与所述第一基底通过所述键合层相互键合；所述键合层的材料包括氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
15、可选的，所述集电层中具有若干隔离区，所述隔离区用于隔离相邻的所述有源区；所述隔离区包括通过对所述集电层进行掺杂处理形成的隔离掺杂区，或，通过对所述集电层进行刻蚀处理形成的隔离开口。
16、与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
17、本专利技术技术方案的半导体器件的形成方法中，首先，在所述第二基底上形成晶体管后再将所述晶体管转移到第一基底上，提高了晶体管的制备工艺的可操作性，避免了第一基底的尺寸与用于形成所述晶体管的外延层的第二基底尺寸不匹配，导致接合转移后用于形成晶体管的外延层的边缘超出第一基底，而无法对位于第一基底上的外延层进行刻蚀作业形成晶体管的问题，增加了工艺的选择，适用于不同尺寸的基底之间的晶体管转移，适用范围广；其次，在所述第二基底与集电层之间形成第一阻挡层，所述第一阻挡层的材料与所述第二基底的材料不同，且第一阻挡层的刻蚀速率小于第二基底的刻蚀速率，在后续去除第二基底时，所述第一阻挡层作为刻蚀第二基底过程中的蚀刻阻挡层，保护所述集电层不被损坏，进而保证晶体管器件的性能；再次，所述第一基底的材料与所述集电层、基层或发射层的材料不同，可以选择导热系数较大的材料作为所述第一基底的材料，使得第一接合处理后的半导体器件的散热性能大大提升，且所述晶体管从第二基底转移到第一基底的有源区，使得晶体管能够与低噪声放大器、滤波器、开关集成于第一基底上，提升了半导体射频器件的集成度。
18、进一步，所述第一基底的材料包括硅、碳化硅或氮化镓。在制备晶体管和无源器件时，所采用的导电层的材料包括铝或铜。铝和铜作为导电层材料不会在第一基底的材料中发生扩散，且铜和铝的价格低廉，可根据生产需要调节导电层的厚度，提升无源器件的性能。
19、本专利技术技术方案的半导体器件中，一方面，所述第一阻挡层位于所述第一基底与所述集电层之间，且所述第一阻挡层与所述集电层的材料不同，所述第一阻挡层可以保护所述集电层不被损坏；另一方面，所述第一基底的材料与所述集电层材料、基层材料以及发射层材料不同，可选择将晶体管接合于导热系数较大的第一基底的材料上，使得半导体器件的散热性能大大提升，且晶体管能够与低噪声放大器、滤波器、开关集成于所述第一基底上，提升了半导体射频器件的集成度。
20、进一步，所述第一基底的材料包括硅、碳化硅或氮化镓。在制备晶体管和无源器件时，所采用的导电层的材料包括铝或铜。铝和铜作为导电层材料不会在第一基底的材料中发生扩散，且铜和铝的价格低廉，可根据生产需要调节导电层的厚度，提升无源器件的性能。
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1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二基底的材料包括砷化镓；所述第一基底的材料包括硅、碳化硅或氮化镓。
3.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述晶体管还包括：在所述第二基底与集电层之间形成第一阻挡层，所述第一阻挡层的刻蚀速率小于所述第二基底的刻蚀速率，所述第一阻挡层与所述第一基底接合。
4.如权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，去除所述第二基底的方法包括：提供载片，在所述晶体管表面形成粘合层，将所述载片与所述粘合层进行第二接合处理，翻转第二接合处理后的结构，对所述第二基底进行减薄处理；对减薄处理后的第二基底进行刻蚀处理，直至暴露出所述第一阻挡层的表面。
5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述刻蚀处理的方法包括湿法刻蚀；所述第二基底材料的蚀刻速率与所述第一阻挡层材料的蚀刻速率比例范围为10:1~20:1。
6.如权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一接合处理为键合处理，
7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：对集电层进行离子掺杂或刻蚀处理，在所述集电层内形成若干隔离区。
8.一种半导体器件，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述第一阻挡层材料包括本征态的磷化铟镓、或本征态的砷化铝镓。
10.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述第一基底材料的导热系数大于所述集电层材料、所述基层材料以及所述发射层材料的导热系数。
11.如权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述第一基底材料包括硅、碳化硅或氮化镓。
12.如权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述集电层的材料包括砷化镓；所述基层的材料包括砷化镓；所述发射层的材料包括砷化镓或铟镓砷。
13.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述接合包括键合，所述半导体器件还包括：位于所述第一阻挡层与所述第一基底之间的键合层，所述第一阻挡层与所述第一基底通过所述键合层相互键合；所述键合层的材料包括氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
14.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述集电层中具有若干隔离区，所述隔离区用于隔离相邻的所述有源区；所述隔离区包括通过对所述集电层进行掺杂处理形成的隔离掺杂区，或，通过对所述集电层进行刻蚀处理形成的隔离开口。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二基底的材料包括砷化镓；所述第一基底的材料包括硅、碳化硅或氮化镓。
3.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述晶体管还包括：在所述第二基底与集电层之间形成第一阻挡层，所述第一阻挡层的刻蚀速率小于所述第二基底的刻蚀速率，所述第一阻挡层与所述第一基底接合。
4.如权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，去除所述第二基底的方法包括：提供载片，在所述晶体管表面形成粘合层，将所述载片与所述粘合层进行第二接合处理，翻转第二接合处理后的结构，对所述第二基底进行减薄处理；对减薄处理后的第二基底进行刻蚀处理，直至暴露出所述第一阻挡层的表面。
5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述刻蚀处理的方法包括湿法刻蚀；所述第二基底材料的蚀刻速率与所述第一阻挡层材料的蚀刻速率比例范围为10:1~20:1。
6.如权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一接合处理为键合处理，在去除第二基底之后，在第一接合处理之前，还包括：在所述第一阻挡层上形成第一键合层；在所述第一基底表面形成第二键合层，所述第一接合处理将所述第一键合层与第二键合层键合连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邹道华，刘宇浩，刘昱玮，陈俊奇，
申请(专利权)人：常州承芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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