[发明专利]金刚石基氮化镓器件制造方法

说明书

本发明涉及一种金刚石基氮化镓器件制造方法，包括：在衬底上依次生长氮化镓缓冲层和介质层；在所述介质层上按预设图案选择性的生长金刚石形核层；所述金刚石形核层生长形成图案化的金刚石层；将形成的衬底‑氮化镓缓冲层‑介质层‑金刚石层结构倒置；去除所述衬底。综上所示，本申请所提供的金刚石基的氮化镓器件制造方法，通过形成图案化的金刚石层，大幅降低金刚石与氮化镓之间的应力，从而降低大晶圆尺寸金刚石基氮化镓器件的制造难度，有利于大晶圆尺寸金刚石基氮化镓器件的产业化。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种金刚石基氮化镓器件制造方法。

背景技术

作为第三代半导体材料的代表，氮化镓(氮化镓)具有许多优良的特性，高临界击穿电场、高电子迁移率、高二维电子气浓度和良好的高温工作能力等。基于氮化镓的第三代半导体器件，如高电子迁移率晶体管(HEMT)、异质结场效应晶体管(HFET)等已经得到了应用，尤其在射频、微波等需要大功率和高频率的领域具有明显优势。

现有的基于金刚石的氮化镓射频器件在制造过程中需要在氮化镓材料层上设置载体晶圆，但载体晶圆与氮化镓材料层的结合部能够承受的温度较低，因此限制了其他材料层生长的温度，影响了氮化镓器件的性能。此外，由于金刚石和氮化镓之间存在晶格失配和热失配，随着晶圆尺寸的增大，会形成巨大的晶片弯曲，增加后续工艺的难度。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种金刚石基氮化镓器件制造方法。

本申请提供一种金刚石基氮化镓器件制造方法，包括：

在衬底上依次生长氮化镓缓冲层和介质层；

在所述介质层上按预设图案选择性的生长金刚石形核层；

所述金刚石形核层生长形成图案化的金刚石层；

将形成的衬底-氮化镓缓冲层-介质层-金刚石层结构倒置；

去除所述衬底。

在一个实施例中，去除所述衬底后，暴露出所述氮化镓缓冲层，在所述暴露出的氮化镓缓冲层上依次生长势垒层和沟道层。

在一个实施例中，在所述沟道层上设置源极、漏极和栅极。

在一个实施例中，去除所述衬底后，暴露出所述氮化镓缓冲层，在所述暴露出的氮化镓缓冲层上依次生长沟道层和势垒层。

在一个实施例中，在所述势垒层上设置源极、漏极和栅极。

在一个实施例中，形成所述金刚石形核层的步骤包括：

在所述介质层上形成掩膜层；

在所述掩膜层上光刻出需要刻蚀的图案部分；

对图案部分进行刻蚀，暴露出部分介质层；

在暴露出的部分介质层上生长金刚石形核层；

去除剩余的掩膜层。

本申请所提供的金刚石基的氮化镓器件制造方法，通过形成图案化的金刚石层，大幅降低金刚石与氮化镓之间的应力，从而降低大晶圆尺寸(50mm及以上尺寸)金刚石基氮化镓器件的制造难度，有利于大晶圆尺寸金刚石基氮化镓器件的产业化。

附图说明

图1-图8为根据本发明的一些实施例的金刚石基氮化镓器件的示意图。

图中标号：

1-衬底；2-氮化镓缓冲层；3-介质层；4-金刚石形核层；5-金刚石层；6-势垒层；7-沟道层；8-源极；9-漏极；10-栅极。

具体实施方式