[发明专利]适用于高频和高功率应用的氮化镓装置

说明书

本公开涉及适用于高频和高功率应用的氮化镓装置。一种半导体器件包括第一半导体材料层，其中第一半导体材料外延生长以具有第一衬底的晶体结构。该半导体器件还包括与第一半导体材料层相邻设置的第二半导体材料层，以与第一半导体材料层形成异质结。半导体器件还包括电耦合到异质结的第一组件和结合到第一半导体材料层的第二衬底。

优先权要求

本专利申请要求美国临时专利申请的优先权，申请号为62/505,586，名称为“GaNDevice for High Frequency and High Power Applications”，2017年5月12日提交(Attorney Docket Nos.2550/F63和3867.441PRV)，该申请在此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

该文件通常而非限制地涉及半导体器件，并且更具体地涉及用背面场板构造氮化镓器件的技术以及用于将半导体器件的层从外延衬底转移到导热衬底以允许外延衬底被重新使用。

背景技术

氮化镓(GaN)制造技术中的集成电路的设计由于其比硅(Si)制造技术的优势而在半导体制造工业中被越来越多地采用。这些优势可以包括高带宽和高温操作以及增加的器件击穿电压。与Si相比，这些优点至少部分源自GaN的更高带隙电压(例如，GaN具有3.49eV的带隙电压，而Si具有1.1eV的带隙电压)。与Si电路相比，GaN电路的优点也可归因于与Si相比较高的GaN的临界击穿场(例如，GaN具有3MV/cm的临界击穿场，而Si具有0.3MV/cm的临界击穿场)。除了前面提到的优点之外，GaN电路在高电阻率硅衬底上的外延制造已经使GaN制造技术经济实惠并且适用于广泛的应用。然而，底层硅衬底的导热性限制了这些电路在高频和高功率应用中产生的热能的耗散。

附图说明

图1示出了根据多种实施例的用于制造电子设备的技术(例如，方法)的流程图。

图2示出根据多种实施例的在制造半导体器件中的层形成的初始阶段之后提供的材料层的横截面。

图3示出根据多种实施例的在制造半导体器件的组件之后的层的横截面。

图4示出根据多种实施例的在附接临时载体之后的半导体器件的层的横截面。

图5示出根据多种实施例的牺牲层已被去除以将初始衬底与半导体器件的层分离之后的半导体器件的层的横截面。

图6示出根据多种实施例的在执行了背面处理之后的半导体器件的层的横截面。

图7示出根据多种实施例的在将半导体器件的背面接合到第二衬底之后的半导体器件的层的横截面。

图8示出根据多种实施例的在移除临时载体之后的半导体器件的层的横截面。

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。举例来说，附图通常以举例的方式而非限制性地说明本文件中所讨论的各种实施例。

具体实施方式

除了别的之外，本公开内容描述了氮化镓器件(例如高电子迁移率晶体管)，诸如具有在从衬底移除GaN器件的层之后使用背面处理技术形成的背面场板。背面场板可以帮助耗尽沟道电子并且可以帮助在GaN器件中分布电场，以使器件能够在更高的电压下工作，使得能够构建高功率电子电路。本公开还包括用于从附着的衬底去除GaN器件的一个或多个外延层的过程，以使衬底能够被重新使用以生长其他GaN器件的一个或多个附加外延层。这种衬底再利用可以帮助显着降低GaN器件制造的成本。