[发明专利]GaN器件的制作方法及GaN器件

说明书

本发明提供了一种GaN器件的制作方法及GaN器件。该方法包括：提供生长衬底，在生长衬底的上表面和下表面分别制作多个孔洞；在生长衬底的上表面形成外延片，外延片包括位于生长衬底的上表面孔洞上横向生长的成核层和位于成核层上的GaN器件结构；在外延片上的预定区域制作贯通外延片的第一通孔，并在第一通孔内沉积金属；提供支撑基材，将支撑基材与外延片粘合固定；对生长衬底的下表面进行减薄以去除下表面的孔洞，并在生长衬底的下表面相对第一通孔的位置制作贯通生长衬底的第二通孔，在第二通孔内沉积金属，第一通孔与第二通孔相连通；移除支撑基材。本发明能够实现GaN器件的接地通孔制作同时降低影响GaN器件性能的风险。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别是涉及一种GaN器件的制作方法及GaN器件。

背景技术

作为宽禁带半导体的典型代表，GaN具有更宽的禁带宽度、更高的饱和电子漂移速度、更大的临界击穿电场强度、更好的导热性能优点特点，更重要的是GaN能够与AlGaN形成AlGaN/GaN异质结，便于制作GaN器件。

就GaN微波单片集成电路(MMIC)而言，通孔技术是关键工艺之一：由于GaN器件一般应用在高频大功率器件，所以接地通孔对器件高频特性、散热等方面有较大影响。

目前，GaN器件通常采用Si、SiC和蓝宝石衬底，Si、SiC和蓝宝石衬底分别具有如下优劣势：

目前，无论是应用较多的SiC、蓝宝石衬底还是正在蓬勃发展的Si衬底GaN器件，都存在材料外延与通孔制作技术的矛盾：SiC衬底和蓝宝石衬底虽然较易实现外延GaN器件，但由于衬底材料特性，尤其是SiC衬底非常稳定和坚硬，所以在制作通孔时，由于孔洞较深，时间较长，通孔形状不易控制，不易制作较小尺寸的通孔，存在没有挖透和刻蚀掉表面金属的问题；Si衬底虽然刻蚀形成通孔较为容易，但由于Si与GaN存在较大的晶格失配和热膨胀系数的差异，外延不易实现。因此，通孔制作技术一直是需要突破的技术之一。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种GaN器件的制作方法及GaN器件，能够实现GaN器件的接地通孔制作同时降低影响GaN器件性能的风险。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种GaN器件的制作方法，包括：提供生长衬底，在所述生长衬底的上表面和下表面分别制作多个孔洞；在所述生长衬底的上表面形成外延片，所述外延片包括位于所述生长衬底的上表面孔洞上横向生长的成核层和位于所述成核层上的GaN器件结构；在所述外延片上的预定区域制作贯通所述外延片的第一通孔，并在所述第一通孔内沉积金属；提供支撑基材，将所述支撑基材与所述外延片粘合固定；对所述生长衬底的下表面进行减薄以去除所述下表面的孔洞，并在所述生长衬底的下表面相对所述第一通孔的位置制作贯通所述生长衬底的第二通孔，在所述第二通孔内沉积金属，所述第一通孔与所述第二通孔相连通；移除所述支撑基材。

优选地，所述生长衬底的上表面和下表面的孔洞为盲孔，且互不连通。

优选地，所述生长衬底的下表面的孔洞深度大于所述生长衬底的上表面的孔洞深度。

优选地，所述生长衬底的上表面和下表面的孔洞相连通。

优选地，所述孔洞在所述生长衬底上均匀分布，所述孔洞的形状为圆形、椭圆形、四边形、五边形或六边形。

优选地，所述孔洞的大小为5-200μm，所述孔洞的间距为5-500μm。

优选地，所述GaN器件为GaN HEMT器件、GaN HBT器件、GaN MESFET器件或GaNMISFET器件。

优选地，所述支撑基材的材料为Si、SiC、蓝宝石、GaN或金刚石。

优选地，所述金属为Cu或Au。