[发明专利]GaN基HEMT器件的制备方法

权利要求书

1.一种GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供具有抛光面的GaN单晶晶片；

于所述GaN单晶晶片的所述抛光面上依次形成GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层以及GaN帽层；

自所述GaN帽层的表面进行离子注入，于所述GaN缓冲层的预设深度处形成缺陷层，其中，所述GaN缓冲层的厚度范围为100nm～10μm，所述GaN缓冲层的所述预设深度为50nm～10μm；

于所述GaN帽层的表面形成第一键合介质层；

提供支撑衬底；

于所述支撑衬底的表面形成第二键合介质层；

键合所述第一键合介质层及第二键合介质层；

进行退火处理，沿所述缺陷层进行剥离，形成损伤层；

进行表面处理，去除所述损伤层及GaN缓冲层；

形成与所述GaN沟道层相接触的电极，所述电极包括源电极、漏电极，以及栅电极。

2.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述GaN沟道层的厚度范围为50nm～200nm；所述AlN插入层的厚度为0.1nm～2nm；所述AlGaN势垒层的厚度范围为5nm～35nm；所述GaN帽层的厚度为1nm～3nm。

3.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述AlGaN势垒层为Al_xGa_1-xN层，其中，0＜x＜1。

4.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述离子注入包括H离子注入及He离子注入中的一种或组合；当采用H离子注入时，所述H离子的注入能量包括7keV～1.1MeV，注入剂量包括1×10¹⁷ions/cm²～1×10¹⁸ions/cm²。

5.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述支撑衬底包括硅单晶晶片、表面为氧化硅的硅晶片、碳化硅单晶晶片、金刚石晶片、蓝宝石晶片及金属片中的一种；所述金属片包括Ag金属片、Cu金属片、Au金属片及Al金属片中的一种。

6.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述第一键合介质层包括纳米硅、氧化硅、氧化铝及氮化硅中的一种，所述第二键合介质层包括纳米硅、氧化硅、氧化铝及氮化硅中的一种；所述第一键合介质层的厚度范围为1nm～10μm，所述第二键合介质层的厚度范围为1nm～10μm。

7.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述退火处理包括在真空、氮气、氩气、氢气、氨气及氯化氢气中的至少一种所形成的气氛下进行，其中，退火温度包括300℃～800℃，退火时间包括1min～24h。

8.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述表面处理的方法包括高温退火、化学机械抛光、湿法腐蚀及离子束刻蚀中的一种。

9.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：形成所述电极的步骤包括：

在所述GaN沟道层上依次形成Ti/Al/Ni/Au，并在氮气氛围下退火，形成与所述GaN沟道层相接触的欧姆接触源电极和欧姆接触漏电极；

在所述GaN沟道层上依次形成Ni/Au，形成与所述GaN沟道层相接触的肖特基接触栅电极。

10.根据权利要求1～9中任一所述的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述GaN基HEMT器件包括N极性面GaN基HEMT器件或Ga极性面GaN基HEMT器件。