[发明专利]基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

1)提供一衬底，所述衬底包括相对的第一主面与第二主面，于所述衬底的第一主面中刻蚀出深沟槽，所述深沟槽与GaN基HEMT器件的源极对应设置；

2)于所述深沟槽内填充导电材料层，并对所述导电材料层进行平坦化处理，以在所述衬底中形成导电孔；

3)于所述衬底的第一主面依次生长缓冲层、GaN异质层及AlGaN势垒层，以形成GaN基HEMT器件的外延层结构；

4)在所述外延层结构刻蚀出直至所述导电孔的源极深孔，并于所述源极深孔中填充连接层，所述连接层与所述导电孔连接；

5)于所述外延层结构上制备GaN基HEMT器件的正面结构，所述正面结构包括源极金属，且至少部分的所述源极金属与所述源极深孔中的连接层连接；

6)对所述衬底的第二主面进行减薄，显露出所述导电孔；

7)于所述衬底的第二主面形成与所述导电孔连接的背金属层，以完成GaN基HEMT器件的制备。

2.根据权利要求1所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述GaN基HEMT器件的正面结构包括源极金属、漏极金属及栅极金属，所述栅极金属位于所述源极金属与漏极金属之间，所述源极金属与漏极金属与所述AlGaN势垒层为欧姆接触，所述栅极金属用于控制所述GaN异质层与AlGaN势垒层所形成的二维电子气的密度。

3.根据权利要求1所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述衬底包括硅基衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、蓝宝石衬底及金刚石衬底中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述导电材料层的材料包括导电硅层，所述导电硅层包括多晶硅、非晶硅及单晶硅中的一种，所述导电硅层的导电类型包括n型的电子导电及p型的空穴导电中的一种。

5.根据权利要求1所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述深沟槽侧壁与所述导电材料层之间还形成有扩散阻挡层，所述扩散阻挡层包括SiO₂、SiN、Al₂O₃、AlN、HfO₂中的一种或多种的层叠结构。

6.根据权利要求1所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：每个源极金属对应连接的源极深孔为多个。

7.根据权利要求1所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述深沟槽中填充的导电材料层中还包括间隔排布于所述导电材料层中的至少一个绝缘间隔层。

8.根据权利要求7所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述绝缘间隔层将所述深沟槽中的导电材料层间隔为多个环形结构。

9.根据权利要求1所述的基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：步骤6)先通过临时键合工艺将所述衬底键合至支撑基底，然后对所述衬底的第二主面进行研磨减薄，显露出所述深沟槽。

10.一种GaN基HEMT器件，其特征在于，所述GaN基HEMT器件包括：

衬底，所述衬底中具有贯穿所述衬底的导电孔；

外延层结构，位于所述衬底上，所述外延层结构包括缓冲层、GaN异质层及AlGaN势垒层；

GaN基HEMT器件的正面结构，所述正面结构包括源极金属，且至少部分的所述源极金属被设置在所述导电孔的上方；

源极深孔，所述源极深孔中填充有连接层，所述连接层自所述源极金属底部穿过所述外延层结构连接至所述导电孔；

背金属层，形成于所述衬底的第二主面并与所述导电孔连接。