[发明专利]直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法

权利要求书

1.直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于该方法按以下步骤实现：

一、利用激光刻蚀或者金属镀层刻蚀方法在SiC基片表面刻蚀出孔洞，孔洞位置位于GaN-HEMTs下方，孔洞的深度为100～400μm，得到含有孔洞结构的SiC晶片；

二、将含有孔洞结构的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，得到清洗后含有孔洞结构的SiC晶片；

三、在步骤二清洗后含有孔洞结构的SiC晶片的表面旋涂纳米金刚石悬浮液，得到建立辅助形核点的SiC晶片；

四、将建立辅助形核点的SiC晶片置于MPCVD装置中沉积金刚石层，通入氢气与甲烷气体，控制氢气流量100～300sccm，甲烷流量5～30sccm，沉积气压100～300mBar，沉积温度700～900℃，持续1～4h，得到带有金刚石形核膜层的SiC晶片；

五、对带有金刚石形核膜层的SiC晶片进行抛光，将上表面的金刚石膜层去掉，留下孔洞中金刚石膜层，得到孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片；

六、将孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，得到清洗后孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片；

七、将步骤六得到的清洗后孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片置入MPCVD装置中进行沉积，只在SiC晶片上的孔洞中进行沉积，通入氢气与甲烷气体，控制氢气流量100～300sccm，甲烷流量5～30sccm，沉积气压100～300mBar，沉积温度700～900℃，沉积填满孔洞，完成金刚石辅助散热GaN-HEMTs碳化硅基底的制备。

2.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤一中孔洞的长为100～300μm，孔洞的宽为100～300μm。

3.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤二将含有孔洞结构的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中分别进行超声清洗15min。

4.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤三中所述金刚石悬浮液中金刚石粒度为10～50nm。

5.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤三替换为将步骤二清洗后含有孔洞结构的SiC晶片置于纳米金刚石悬浮液中超声分散，得到建立辅助形核点的SiC晶片。

6.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤四中通入氢气与甲烷气体，控制氢气流量150sccm，甲烷流量5sccm，沉积气压150mBar，沉积温度800℃，持续2h。

7.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤五采用机械抛光方法或化学辅助机械抛光法对带有金刚石形核膜层的SiC晶片进行抛光。

8.根据权利要求7所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于控制抛光盘的转速1000～4000rpm/min。

9.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤六将孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中分别进行超声清洗20min。

10.根据权利要求1所述的直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法，其特征在于步骤七通入氢气与甲烷气体，控制氢气流量150sccm，甲烷流量10sccm，沉积气压200mBar，沉积温度800℃。