[发明专利]基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法

权利要求书

1.基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

步骤一，SiC衬底(1)正面制备GaN异质结层；

步骤二，减薄所述SiC衬底(1)；

步骤三，在减薄的所述SiC衬底(1)背面生长牺牲层(7)；

步骤四，在所述牺牲层(7)上涂光刻胶(8)；

步骤五，曝光、显影，在所述牺牲层(7)上形成金属掩膜区图形；

步骤六，蒸发、剥离金属，在所述金属掩膜区图形上制备金属掩膜层(9)；

步骤七，去除金属掩膜层(9)覆盖以外区域的牺牲层(7)，在所述牺牲层(7)上形成凹槽区；

步骤八，湿法去除所述金属掩膜层(9)；

步骤九，以保留的牺牲层(7)为掩膜，刻蚀SiC衬底(1)，使所述凹槽区延伸至所述GaN异质结层的背面；

步骤十，在保留的牺牲层(7)上以及GaN异质结层的背面生长金刚石层(10)；

步骤十一，湿法去除保留的牺牲层(7)及其上的金刚石层(10)；

步骤十二，GaN异质结层的正面制备源极(11)、漏极(12)和栅极(13)；

步骤十三，在保留的金刚石层(10)和保留的SiC衬底(1)上制备通孔掩膜层(14)；

步骤十四，以通孔掩膜层(14)为掩膜，刻蚀SiC衬底(1)和GaN异质结层，形成与源极(11)连通的源通孔(15)；

步骤十五，去除通孔掩膜层(14)，制备背面接地金属(16)，完成金刚石衬底GaN晶体管器件的制备。

2.如权利要求1所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述GaN异质结层包括缓冲层(2)、沟道层(3)和势垒层(5)。

3.如权利要求1所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述GaN异质结层包括缓冲层(2)、沟道层(3)、插入层(4)、势垒层(5)和帽层(6)，其中，所述插入层(4)为1～2nm AlN层，所述帽层(6)为2～4nm GaN层。

4.如权利要求2或3所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述势垒层(5)为Al_xGaN，0＜x≤1；或者，所述势垒层(5)为In_xAlN，0＜x≤1；或者，所述势垒层(5)为In_xAl_yGaN，0≤x＜1，0＜y≤1，0≤x+y≤1。

5.如权利要求2或3所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述缓冲层(2)为AlN，所述沟道层(3)为GaN。

6.如权利要求1所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述SiC衬底(1)厚度大于300μm，减薄后的SiC衬底(1)厚度为1μm～100μm。

7.如权利要求1所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述牺牲层(7)为SiO₂。

8.如权利要求1所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤十中，所述金刚石层(10)的厚度相比牺牲层(7)和减薄后的SiC衬底(1)厚度总和至少小1μm。

9.如权利要求1所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤十三中，所述通孔掩膜层(14)为SiO₂或金属Ni。

10.如权利要求1所述的基于金刚石衬底的GaN场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤十五中，通过磁控溅射和电镀形成金属化通孔(17)和背面接地金属(16)。