[发明专利]一种金刚石基GaN‑HEMTs制备方法

权利要求书

1.一种金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，清洗GaN圆片和临时载片表面；

步骤2，在临时载片表面制备一层介质层作为键合中间层；

步骤3，在临时载片表面注入氢离子，形成注入损伤层；

步骤4，将GaN圆片和临时载片表面用等离子体进行活化；

步骤5，将GaN圆片和临时载片正面相对在室温下进行预键合，并升温键合加固；

步骤6，将GaN圆片的衬底减薄抛光，然后通过反应等离子体刻蚀或化学腐蚀去除剩余衬底，得到以临时载片作为支撑的GaN圆片；

步骤7，减薄以临时载片作为支撑的GaN外延层背面，并对GaN背面和金刚石表面进行清洗；

步骤8，在以临时载片作为支撑的GaN外延层背面通过化学气相沉积生长一层介质层及金刚石衬底；

步骤9，将以临时载片为支撑的GaN外延层和金刚石结构在高温下退火，使得临时载片在注入损伤层发生剥离；

步骤10，通过反应等离子体刻蚀或化学腐蚀去除剩余的临时载片衬底；

步骤11，通过反应等离子体刻蚀或化学腐蚀去除GaN外延层表面的介质层，得到金刚石基GaN外延层圆片；

步骤12，在金刚石基GaN外延层圆片上制备GaN-HEMTs。

2.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤1中的GaN圆片衬底为硅或碳化硅，临时载片为硅或碳化硅。

3.根据权利要求1或2所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤1用5-10％浓度的盐酸清洗GaN圆片和临时载片表面，再用去离子水进行冲洗，然后放入甩干机进行甩干。

4.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤2中的介质材料为SiO₂、Al₂O₃或者AlN，厚度为50nm-500nm，制备方式为ALD、PECVD或者LPCVD。

5.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤3中注入氢离子的剂量为3×10¹⁶cm^-2—2×10¹⁷cm^-2，注入能量为10keV-200keV。

6.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤4中等离子体为Ar、O₂、N₂或者其混合物，腔体气压为50-200mTorr，功率为50-200W，气体流量为10-100sccm。

7.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤5中的键合加固温度为200-900℃，加固时间为1-24小时。

8.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤7中清洗的过程为：用5-10％浓度的盐酸清洗GaN背面和金刚石表面，再用去离子水进行冲洗，然后放入甩干机进行甩干。

9.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤8中的介质层厚度20-100nm，介质为SiO₂、Si₃N₄或Al₂O₃，金刚石厚度为50-200um，金刚石外延温度为400-900℃。

10.根据权利要求1所述的金刚石基GaN-HEMTs制备方法，其特征在于，步骤9中的退火温度为700-1100℃，退火时间为1-10小时。