[发明专利]基于倒装芯片的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件及制作方法

权利要求书

1.基于倒装芯片的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，包括：衬底(1)，GaN缓冲层(2)，AlGaN势垒层(3)，Si₃N₄钝化层(7)，AlGaN势垒层的两侧为漏极(4)和源极(5)，AlGaN势垒层的下方为栅极(6)，其特征在于：

衬底(1)、GaN缓冲层(2)、AlGaN势垒层(3)、Si₃N₄钝化层(7)这四者自上而下依次排列，漏极的下方设有漏极凸点(8)，源极的下方设有源极凸点(9)，漏极凸点和源极凸点的下方设有基板(10)。

所述漏极凸点(8)和源极凸点(9)的高度均为5～10μm。

2.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，衬底(1)采用蓝宝石，漏极凸点(8)和源极凸点(9)采用Au，基板(10)采用AlN。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于GaN缓冲层(2)的厚度为1.5μm；AlGaN势垒层(3)的厚度为0.03μm。

4.一种基于倒装芯片的高电子迁移率晶体管制作方法，包括如下步骤：

1)在衬底正面利用金属有机物化学气相淀积生长厚度为1.5μm的GaN缓冲层；

2)在GaN缓冲层上利用金属有机物化学气相淀积生长厚度为0.03μm，Al组分为0.3的AlGaN势垒层；

3)在AlGaN势垒层上制作掩膜，通过曝光显影形成刻蚀区，利用反应离子刻蚀工艺在刻蚀区刻蚀掉AlGaN势垒层和GaN缓冲层，形成深度为0.5μm的台面；

4)在AlGaN势垒层上利用电子束蒸发工艺淀积Ni/Au/Ni多层金属，形成栅极，然后进行退火；

5)在AlGaN势垒层的两侧利用电子束蒸发工艺淀积Ti/Al/Mo/Au多层金属，形成源极和漏极，然后进行退火；

6)在AlGaN势垒层上利用等离子增强化学气相淀积生长厚度为0.5μm的Si₃N₄钝化层；

7)在Si₃N₄钝化层上制作掩膜，通过曝光显影形成刻蚀区，利用反应离子刻蚀工艺在刻蚀区刻蚀掉Si₃N₄钝化层，露出源极和漏极；

8)在源极和漏极上电镀制作凸点，并利用倒焊技术将凸点与基板粘合在一起，完成器件的制作。

5.根据权利要求4所述的方法，其中步骤1)中的金属有机物化学气相淀积，其工艺条件为：

镓源为三乙基镓，氨源为高纯氨气；

温度为1060℃；

压力为90Torr；

氢气流量为5000sccm，氨气流量为5000sccm，镓源流量为170μmol/min。

6.根据权利要求4所述的方法，其中步骤2)中的金属有机物化学气相淀积，其工艺条件为：

镓源为三乙基镓，铝源为三甲基铝，氨源为高纯氨气；

温度为1010℃；

压力为80Torr；

氢气流量为4300sccm，氨气流量为4300sccm，镓源流量为16μmol/min，铝源流量为3μmol/min。

7.根据权利要4所述的方法，其中步骤3)和步骤7)中的反应离子刻蚀工艺，其工艺条件为：反应气体Cl₂的流量为5sccm，压力为10mTorr，功率为100W。

8.根据权利要求4所述的方法，其中步骤4)中的电子束蒸发工艺，其工艺条件为：真空度小于1.2×10^-3Pa，功率为200～700W，蒸发速率小于

9.根据权利要求4所述的方法，其中步骤5)中的电子束蒸发工艺，其工艺条件为：真空度小于1.8×10^-3Pa，功率为200～1800W，蒸发速率小于

10.根据权利要求4所述的方法，其中步骤6)中的等离子增强化学气相淀积，其工艺条件为：气体为NH₃，N₂及SiH₄，气体流量分别为2.5sccm，900sccm和200sccm，温度为300℃，射频功率为25W，压力为900mTorr。