[发明专利]高电子迁移率晶体管芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种高电子迁移率晶体管芯片，所述高电子迁移率晶体管芯片包括衬底与n个相互间隔地层叠在所述衬底上的外延结构，n为整数且n大于或等于2，每个所述外延结构均包括层叠在衬底上的外延层、源极、栅极与漏极，所述外延层包括依次层叠在所述衬底上的位错阻断层、沟道层、盖帽层与绝缘保护层，所述位错阻断层在所述衬底的表面的正投影位于所述沟道层在所述衬底的表面的正投影内，所述绝缘保护层覆盖所述沟道层的表面与所述盖帽层的部分表面，所述栅极位于绝缘保护层上且与所述盖帽层连通，所述源极与所述漏极分别位于所述栅极的两侧，且所述源极与所述漏极均与沟道层连通，

所述n个外延结构中有一个所述外延结构的所述漏极与另一个所述外延结构的所述源极连通，

其特征在于，在由所述衬底指向所述外延结构的方向上，所述衬底包括依次层叠的绝缘导热层、导电金属层及衬底主体，

每个所述外延结构的所述源极均连通至所述衬底主体，且每个所述外延结构的所述绝缘保护层均延伸至所述绝缘导热层。

2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管芯片，其特征在于，所述衬底主体的厚度与所述导电金属层的厚度之比为50:1～200:1。

3.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管芯片，其特征在于，所述导电金属层的厚度与所述绝缘导热层的厚度之比为1:100～1:200。

4.根据权利要求1～3任一项所述的高电子迁移率晶体管芯片，其特征在于，所述衬底主体的厚度为100um～300um，所述导电金属层的厚度为0.5um～6um，所述绝缘导热层的厚度为50um～1200um。

5.根据权利要求1～3任一项所述的高电子迁移率晶体管芯片，其特征在于，所述衬底主体的材料为Si、SiC、GaN中的一种，在由所述衬底指向所述外延结构的方向上，所述导电金属层包括依次层叠的黏合金属部分与键合金属部分，所述黏合金属部分的材料包括Ti、Ni、Au、Al、Sn中的一种或多种，所述键合金属部分的材料为Au，所述绝缘导热层的材料为高阻硅、氧化铝或氮化铝中的一种。

6.根据权利要求1～3任一项所述的高电子迁移率晶体管芯片，其特征在于，每个所述外延结构的源极均连通至所述导电金属层。

7.一种高电子迁移率晶体管芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1～6任一项所述的高电子迁移率晶体管芯片，所述制备方法包括：

提供一基础衬底；

在所述基础衬底上依次生长位错阻断层、沟道层与膜层，所述膜层包括多个相互间隔的盖帽层；

在每个所述盖帽层上形成栅极，在每个所述盖帽层的两侧均分别形成源极与漏极，且所述源极与所述漏极均位于所述沟道层上；

在所述沟道层上形成延伸至所述基础衬底的并列的(n-1)个凹槽，所述(n-1)个凹槽将所述沟道层划分为n个独立结构，n为整数且n大于或等于2；

在每个所述独立结构上形成延伸至所述基础衬底的连接槽；

打薄所述基础衬底远离所述独立结构的一面以得到衬底主体；

在所述衬底主体远离所述独立结构的一面形成导电金属层；

在所述导电金属层上键合所述绝缘导热层；

使所述凹槽延伸至所述绝缘导热层；

在每个所述独立结构上形成绝缘保护层，所述绝缘保护层覆盖每个所述独立结构中的所述沟道层的表面与所述盖帽层的部分表面，所述绝缘保护层填充所述凹槽，得到层叠在所述衬底主体上的n个外延结构；

将所述n个外延结构中有一个所述外延结构的所述漏极与另一个所述外延结构的所述源极连通，且另一个所述外延结构的所述源极充满所述连接槽。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在每个所述独立结构上形成绝缘保护层之后，将所述n个外延结构中有一个所述外延结构的所述漏极与另一个所述外延结构的所述源极连通之前，所述制备方法还包括：

使所述连接槽延伸至所述导电金属层的表面。