[发明专利]一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法

权利要求书

1.一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法，所述SiC基GaN晶体从下至上依次为SiC衬底层、GaN层、源金属层，其特征在于，包括以下步骤：

S1：刻蚀前处理，对所述SiC衬底层进行机械研磨将其减薄至90um-110μm，在所述SiC衬底层背面光刻出背孔图形并沉积Ti，形成Ti种子层，在所述Ti种子层上电镀金属Ni掩膜直至金属Ni掩膜的厚度为8μm-11μm；

S2：去除背孔图形处的金属Ni掩膜、Ti种子层，形成底部平整的预刻孔；

S3：沿所述预刻孔对SiC衬底层在第一刻蚀参数下进行第一干法刻蚀，所述第一干法刻蚀包括顺次进行的主刻蚀工序、过刻蚀工序及打底层处理工序，所述主刻蚀工序刻蚀SiC衬底层直至刻蚀的孔深度达到85-90μm，所述过刻蚀工序延续主刻蚀工序刻通SiC衬底层并停留在GaN层，所述打底层处理工序除去因过刻蚀工序而在GaN层上形成的聚合物；

S4：沿SiC衬底层上的孔对GaN层在第二干法刻蚀参数下进行第二干法刻蚀，所述第二干法刻蚀包括顺次进行的主刻蚀工序、过刻蚀工序及打底层处理工序，所述主刻蚀工序刻通GaN层，所述过刻蚀工序刻到源金属层的背面，所述打底层处理工序除去因过刻蚀工序而形成的镓聚合物；

所述干法刻蚀选用感应耦合等离子体刻蚀机；

所述第一干法刻蚀采用含六氟化硫气体、氩气、氧气的混合气体生成的等离子体进行刻蚀，所述第一刻蚀参数为：六氟化硫气体体积流量为4-135sccm，氩气体积流量为10-135sccm，氧气体积流量为0-5sccm，所述感应耦合等离子体刻蚀机的线圈功率为1000～1800W，板极功率为180～450W，刻蚀压力为10mTorr-20mTorr，刻蚀时间为180min-206min；

所述第二干法刻蚀采用含氯气、氧气、氩气的混合气体生成的等离子体进行干法刻蚀；所述第二干法刻蚀参数为：所述氯气气体体积流量为30-60sccm，所述氧气气体体积流量为0-60sccm，所述氩气气体体积流量为0-90sccm，所述感应耦合等离子体刻蚀机的线圈功率为500-1400W、板极功率为100-500W、刻蚀压力为10mTorr-20mTorr、刻蚀时间为8-11min。

2.根据权利要求1所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法，其特征在于：还包括在所述第一干法刻蚀后随即进行的清洗步骤，所述清洗步骤采用清洗液清洗所述SiC基GaN晶体的金属Ni掩膜和Ti种子层。

3.根据权利要求2所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法，其特征在于：所述清洗液为硫酸、双氧水、去离子水之间体积比为3:1:4的混合腐蚀液。

4.根据权利要求1所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法，其特征在于：所述SiC衬底层通过机械研磨减薄至100μm，所述金属Ni掩膜的厚度为10μm。

5.根据权利要求1所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法，其特征在于：所述第二干法刻蚀步骤中利用终点监测装置控制主刻蚀工序及过刻蚀工序，保证背孔刻通。

6.根据权利要求1所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法，其特征在于：所述第一干法刻蚀步骤中的打底层处理是利用氧气等离子体挥发GaN层上的聚合物。

7.根据权利要求1所述的一种SiC基GaN晶体的深孔刻蚀方法，其特征在于：所述第二干法刻蚀步骤中的打底层处理是利用氧气等离子体挥发源金属层背面上的镓基聚合物。