[发明专利]一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法

权利要求书

1.一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)清洗Si-CMOS圆片和临时载片表面，并进行甩干；

2)在Si-CMOS圆片正面和临时载片表面旋涂临时粘合材料；

3)将Si-CMOS圆片和临时载片正面相对，并加热加压进行键合；

4)将以临时载片为支撑的Si-CMOS圆片衬底减薄抛光；

5)在Si-CMOS圆片衬底背面光刻互联通孔图形，然后根据光刻图形刻蚀出互联通孔，露出Si-CMOS M1层金属；

6)在互联通孔中生长一层介质绝缘层；

7)在互联通孔中再次光刻图形，并通过光刻图形进行刻蚀或腐蚀，露出互联窗口；

8)在互联通孔中和Si-CMOS衬底背面生长粘附层、扩散阻挡层和种子层；

9)在Si-CMOS衬底背面光刻图形，并在互联通孔中和Si-CMOS衬底背面电镀填充互联金属；

10)将Si-CMOS背面进行去胶和反刻腐蚀，将光刻胶覆盖处粘附层、扩散阻挡层和种子层去除；

11)在电镀金属上制备图形化金属凸点；

12)用稀释的盐酸清洗GaN-HEMT圆片，再用去离子水进行甩干；

13)在GaN-HEMT圆片表面制备图形化金属凸点；

14)将GaN-HEMT和Si-CMOS均正面朝上通过各自对准标记进行对准，并加热加压进行键合；

15)去除临时载片和临时粘合材料，得到GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成圆片。

2.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤1)中临时载片为玻璃、蓝宝石、碳化硅或氮化铝。

3.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤1)具体为：用稀释的盐酸清洗Si-CMOS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所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤3)中临时键合温度在110-200℃，键合时间在5-20分钟。

5.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤5)中，在Si-CMOS圆片衬底背面制备互联通孔，制备方法为干法刻蚀或湿法腐蚀。

6.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤6)中的介质绝缘层介质为SiO₂、Al₂O₃或Si₃N₄，厚度10-200nm。

7.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤9)中，采用电镀金属填充互联通孔，电镀金属为Cu或者Au。

8.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤11)中Si背面的互联凸点金属为Au、Cu、Sn、In、Ti或Ni，厚度在1-20um，直径在1-50um。

9.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤13)中GaN正面的互联凸点金属为Au、Cu、Sn、In、Ti或Ni，厚度在1-20um，直径在1-50um。

10.根据权利要求1所述的一种GaN-HEMT与Si-CMOS单片集成的方法，其特征在于，步骤14)中，键合温度在150℃-400℃，键合压力在400mbar-6000mbar，键合时间在10-200分钟。