[发明专利]AlGaN/GaN HEMT器件的外延层转移方法

说明书

本发明涉及半导体器件技术领域，提供了一种AlGaN/GaN HEMT器件的外延层转移方法，外延层自下而上包括牺牲层、成核层、缓冲层、插入层、势垒层、帽层、钝化层和保护层，牺牲层制备在衬底层上方；外延层转移方法包括：根据光刻版图对所述外延层的无源区域进行曝光显影；在氟基刻蚀条件下刻蚀已曝光显影的无源区域下方的保护层和钝化层；在氯基刻蚀条件下刻蚀所述已曝光显影的无源区域下方的帽层、势垒层、插入层、缓冲层和成核层；以及采用化学腐蚀液蚀刻所述衬底层上方的牺牲层。所述外延层转移方法能够在保持器件结构完整性的同时减小器件的纵向尺寸，提高器件的散热性能，也可以实现器件在柔性器件领域的应用。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种AlGaN/GaN HEMT器件的外延层转移方法。

背景技术

GaN作为一种宽禁带半导体，因具有优异的材料品质因数而成为下一代高效功率器件和电力电子器件的继承者。由于AlGaN/GaN异质结中的压电极化和自发极化的诱导，异质结界面处会形成高密度和高迁移率的二维电子气(2-DEG)，基于该现象制备出了许多高性能的半导体电子器件[例如高电子迁移率晶体管(HEMTs)和功率二极管]。AlGaN/GaN异质结一般外延生长在衬底表面，自支撑的GaN衬底外延的异质结质量最好但是成本高，次之的SiC衬底因为与GaN相近的晶格常数和良好的导热能力而常被使用，蓝宝石衬底由于其低廉的价格被广泛作为衬底使用，Si材料作为AlGaN/GaN异质结生长的衬底已初步实现了商业化生产。

柔性可穿戴器件是近几年来比较热的一个研究方向，其应用体现在人类生活的许多方面，包括电子皮肤、柔性电路、可卷曲显示器、薄膜晶体管、柔性门电路等。薄膜晶体管是实现柔性形变的一种重要器件。一般电子器件在晶圆片上制备完成后，基片不减薄的情况下可以达到毫米量级厚度，即使减薄后也在100微米左右。

现有的AlGaN/GaN HEMT器件的厚度大都在十几微米以内，器件连同衬底材料的纵向尺寸基本在500微米以上。由于其纵向尺寸过大而难以用于柔性电子领域，因此有必要提供一种器件的外延层转移的工艺方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种AlGaN/GaN HEMT器件的外延层转移方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种AlGaN/GaN HEMT器件的外延层转移方法，

外延层自下而上包括牺牲层、成核层、缓冲层、插入层、势垒层、帽层、钝化层和保护层，牺牲层制备在衬底层上方；

外延层转移方法包括：

根据光刻版图对外延层的无源区域进行曝光显影；

在氟基刻蚀条件下刻蚀已曝光显影的无源区域下方的保护层和钝化层；

在氯基刻蚀条件下刻蚀已曝光显影的无源区域下方的帽层、势垒层、插入层、缓冲层和成核层；以及

采用化学腐蚀液刻蚀衬底层上方的牺牲层。

在一个优选例中，在根据光刻版图对外延的无源区域进行曝光显影之前，还包括：

在衬底层上方依次制备牺牲层、成核层、缓冲层、插入层、势垒层和帽层；

在帽层上方制备源电极和漏电极；

在源电极、漏电极和帽层上方制备钝化层；

在钝化层上方光刻栅槽图形，并移除栅槽图形下方的钝化层，以形成栅槽区域；

在栅槽区域制作栅电极；

在钝化层和栅电极上方制备保护层；以及

在保护层和钝化层中刻蚀多个金属互联开孔区，并对多个金属互联开孔区进行金属互联。