[发明专利]GaN HEMT器件制备方法及GaN HEMT器件

权利要求书

1.一种GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，利用热扩散层降低蓝宝石衬底上GaNHEMT器件传导通道峰值温度，所述制备方法包括以下步骤：

在蓝宝石衬底上生长缓冲层，所述缓冲层包括GaN缓冲层或AlGaN缓冲层；

在所述缓冲层上生长GaN通道层；

在所述GaN通道层上生长AlGaN阻挡层，且所述GaN通道层与AlGaN阻挡层之间的异质结界面处形成2DEG；

从所述AlGaN阻挡层向下刻蚀至GaN通道层以形成两个凹槽，并分别将源极电极、漏极电极设置在所述凹槽中；

在所述AlGaN阻挡层上设置栅极电极；

将所述蓝宝石衬底研磨至厚度小于或等于350μm，及在GaN HEMT器件上远离蓝宝石衬底的一侧形成钝化层；以及，

在所述钝化层的表面设置热扩散层，且所述热扩散层与所述2DEG处的有源器件通道区域在器件厚度方向的投影上至少部分重合。

2.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，所述有源器件通道区域设有多个有源器件通道；

所述热扩散层与所述有源器件通道一一对应，所述热扩散层设置在对应的有源器件通道内，且所述热扩散层的长度与所述有源器件通道区域的长度一致。

3.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，所述热扩散层的厚度小于或等于10μm；

研磨前的蓝宝石衬底的厚度介于500至1300μm，研磨后的蓝宝石衬底的厚度介于100至350μm。

4.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，对研磨后的蓝宝石衬底的底面上与所述有源器件通道区域相对的局部位置进行加工，得到比所述蓝宝石衬底上其他区域的厚度小50μm以上的更薄衬底区域。

5.根据权利要求4所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，所述有源器件通道区域设有多个有源器件通道；

所述更薄衬底区域与所述有源器件通道一一对应，所述更薄衬底区域设置在对应的有源器件通道内，且所述更薄衬底区域的长度与所述有源器件通道区域的长度一致。

6.根据权利要求4所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，利用脉冲激光器在所述蓝宝石衬底上加工孔结构和/或沟槽结构，以形成所述更薄衬底区域，所述脉冲激光器的激光脉冲宽度介于5飞秒至100皮秒，所述脉冲激光器的功率密度大于3J/cm²。

7.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件制备方法，其特征在于，还包括将所述蓝宝石衬底的背面通过导电焊膏附接到一封装芯片。

8.一种GaN HEMT器件，其特征在于，包括封装芯片以及与其导电连接的半导体模块，所述半导体模块包括：

蓝宝石衬底，其背面通过导电焊膏附接到所述封装芯片；

缓冲层，其通过MOCVD在所述衬底上外延生长；

GaN通道层，其生长在缓冲层上；

AlGaN阻挡层，其生长在所述GaN通道层上，且所述GaN通道层与AlGaN阻挡层之间的异质结界面处形成2DEG；

晶体管，其中，所述晶体管的源极电极、漏极电极设置在所述AlGaN阻挡层的贯穿凹槽中，所述晶体管的栅极电极设置在所述AlGaN阻挡层上；

钝化层，其覆盖所述GaN通道层和AlGaN阻挡层；

热扩散层，其设置在所述钝化层的表面，且所述热扩散层与所述2DEG处的有源器件通道区域在器件厚度方向的投影上至少部分重合。

9.根据权利要求8所述的GaN HEMT器件，其特征在于，所述有源器件通道区域设有多个有源器件通道；

所述热扩散层与所述有源器件通道一一对应，所述热扩散层设置在对应的有源器件通道内，且所述热扩散层的长度与所述有源器件通道区域的长度一致，所述热扩散层的厚度小于或等于10μm。

10.根据权利要求8所述的GaN HEMT器件，其特征在于，所述蓝宝石衬底的底面上设有更薄衬底区域，所述更薄衬底区域与所述有源器件通道区域相对，所述更薄衬底区域比所述蓝宝石衬底上其他区域的厚度小50μm以上。