[发明专利]一种基于图形化载片的SiC基GaN_HEMT背面工艺

说明书

本发明涉及一种基于图形化载片的SiC基GaN_HEMT背面工艺，包括以下内容：GaN HEMT器件正面工艺制备；GaN HEMT正面器件区保护；图形化载片制备：将背面接地孔图形投影到载片的相应位置，再移除该位置的载片材料以形成散热孔；GaN HEMT晶圆与载片对准黏贴；SiC衬底减薄；背面通孔工艺；背面接地金属工艺；载片和正面保护层移除。本发明在载片上先移除或减薄需要刻蚀SiC背孔区域的载片材料，形成具有背孔图形的载片，再将其与GaN HEMT工艺晶圆进行对准，在刻蚀SiC时能够有效的提高整个晶圆的热传导能力。

技术领域

本发明涉及化合物半导体制造技术领域，特别是涉及一种基于图形化载片的SiC基GaN_HEMT背面工艺。

背景技术

GaN HEMT器件作为第三代化合物半导体的代表器件，以其高电子迁移率、高击穿电压、高电流密度、高可靠性，广泛应用于微波功率放大领域。SiC材料的晶格常数与GaN材料的晶格常数接近，因此一般在SiC衬底上外延生长高质量的GaN HEMT异质结结构，具备较大的电流密度，同时SiC材料的热导率较高，能够保证大功率散热的要求。

器件制备过程中，在完成正面工艺之后都要对厚度达到500um的SiC衬底进行减薄和背孔工艺，是将500um左右的SiC衬底通过机械研磨减薄到200um以下，再进行接地背孔工艺，此工艺的目的一是为了GaN HEMT器件的散热，二是进行接地背孔工艺，以减小器件内部的寄生效应，是器件应用于高频领域必不可少的工艺步骤。

在进行背孔刻蚀工艺中，因为SiC衬底中的Si-C键能较大，SiC材料非常坚硬，大功率、长时间等离子体刻蚀产生的热量巨大，散热问题会严重影响刻蚀速率和刻蚀副产物的移除，直接导致良率下降，甚至影响正面器件性能。因此，背面工艺技术需要革新，来提高SiC基GaN HEMT器件的性能和降低工业化生产的难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图形化载片的SiC基GaN_HEMT背面工艺，从根本上改善SiC刻蚀中的散热问题，以及热传导差导致的速率下降问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供一种基于图形化载片的SiC基GaN_HEMT背面工艺，包括以下内容：

GaN HEMT器件正面工艺制备：在SiC基GaN HEMT结构的外延片上，进行GaN HEMT器件正面工艺制备；

GaN HEMT正面器件区保护：对上述已经完成GaN HEMT器件制备的晶圆进行正面区域进行覆盖保护；

图形化载片制备：将背面接地孔图形投影到载片的相应位置，再移除该位置的载片材料以形成散热孔，完成图形化载片制备；

GaN HEMT晶圆与载片对准黏贴：将上述完成正面保护的GaN HEMT晶圆与图形化载片进行套刻对准并黏贴；

SiC衬底减薄：对上述完成载片黏贴的GaN HEMT晶圆的SiC衬底进行减薄；

背面通孔工艺：在上述经过SiC衬底减薄的晶圆上，进行背面通孔工艺，在SiC衬底上刻蚀通孔至正面金属层；

背面接地金属工艺：在上述完成背面通孔工艺的晶圆背面，淀积低电阻率金属，完成背面接地金属工艺；

载片和正面保护层移除：在上述完成背面金属工艺的晶圆上，移除载片及载片黏贴剂和正面保护层光刻胶，完成整套工艺。

其中，图形化载片制备中，载片材料包括SiC、蓝宝石、硼硅玻璃，载片厚度为200-700um，载片的宽度大于或等于正面GaN HEMT晶圆的宽度；载片图形化方式包括光刻、湿法或干法腐蚀。