[发明专利]一种基于外延生长的化合物半导体器件及其制备方法

摘要

一种基于外延生长的化合物半导体器件及其制备方法，属于化合物半导体器件技术领域，尤其涉及一种功率集成电路芯片。所述芯片结构自下而上依次排列包括SOI衬底、SiC外延层、GaN外延层、金属电极。所述GaN外延层可为GaN、AlN、InN及其三元、四元合金组成的薄膜材料；所述GaN外延层可为HEMT、HBT等两种或多种功率器件结构；所述金属电极为功率器件结构上的欧姆接触电极；所述功率器件通过沟槽隔离工艺形成栅格状隔离带结构完全隔离。本发明可实现功率电子器件芯片的高度集成，能有效降低芯片电阻，抑制器件寄生电感，缩小芯片尺寸，减少电路面积和增加设计灵活性，以低成本获得高可靠性的功率集成电路芯片。

主权项

1.一种基于外延生长的化合物半导体器件制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：S1选取所需的半绝缘衬底(1)；S2在所述半绝缘衬底(1)上依次制备SiC外延层(2)、AlN缓冲层(3)、GaN缓冲层(4)；S3利用干法ICP刻蚀技术对已生长SiC外延层(2)、AlN缓冲层(3)、GaN缓冲层(4)的半绝缘衬底(1)自上而下进行沟槽(18)刻蚀形成栅格状隔离带(B)，刻蚀深度到半绝缘衬底(1)；S4在上述步骤S3半绝缘衬底(1)上，通过沟道刻蚀形成栅格状隔离带(B)将待制备不同器件的结构隔离开，形成不同的栅格外延窗口区；然后在各栅格外延窗口区分步进行不同器件结构外延层生长，相邻外延窗口区之间的间距为20μm～100μm，最终不同器件结构呈平面交叉间隔排列；分步进行不同器件结构外延层生长时，在所有的栅格外延窗口区对应的GaN缓冲层(4)上采用PECVD法沉积一层掩模(19)；然后在待制备第一种器件结构A处对应栅格处的外延窗口区利用ICP干法刻蚀选择性刻蚀衬底表面沉积的掩模(19)至GaN缓冲层(4)露出，然后进行第一种器件结构A外延层生长；制备完第一种器件结构A外延层之后再采用PECVD法在第一种器件结构A外延层上沉积一层掩模(19)；然后在待制备第二种器件结构B处对应栅格处的外延窗口区利用ICP干法刻蚀选择性刻蚀衬底表面沉积的掩模(19)至GaN缓冲层(4)露出，然后进行第二种器件结构B外延层生长；制备完第二种器件结构B外延层生长之后再采用PECVD法在第二种器件结构B外延层生长上沉积一层掩模(19)，依次类推，直至制备完所需的所有不同器件结构的外延层；然后利用干法ICP刻蚀，去除所有不同器件结构的外延层表面沉积的掩模(19)，进行芯片电极制备。