[发明专利]直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN-HEMTs的方法

摘要

直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN‑HEMTs的方法，本发明涉及金刚石与碳化硅连接的散热结构的制备方法，它为了解决现有GaN HEMTs的散热性能有待提高的问题。制备金刚石辅助散热碳化硅基底的方法：一、在SiC基片表面刻蚀出孔洞；二、超声清洗SiC基片；三、在SiC晶片的表面建立辅助形核点；四、沉积金刚石层；五、将上表面的金刚石膜层去掉，留下孔洞中金刚石膜层；六、超声清洗；七、在SiC晶片上的孔洞中进行沉积，金刚石沉积填满孔洞。本发明制备金刚石的纯度高，热导率较高，金刚石与SiC结构类似，相容性好，制备的金刚石位于器件下方，有针对性地将热点热量极快导出。

主权项

1.直接生长法制备金刚石辅助散热碳化硅基底GaN‑HEMTs的方法，其特征在于该方法按以下步骤实现：一、利用激光刻蚀或者金属镀层刻蚀方法在SiC基片表面刻蚀出孔洞，孔洞位置位于GaN‑HEMTs下方，孔洞的深度为100～400μm，得到含有孔洞结构的SiC晶片；二、将含有孔洞结构的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，得到清洗后含有孔洞结构的SiC晶片；三、在步骤二清洗后含有孔洞结构的SiC晶片的表面旋涂纳米金刚石悬浮液，得到建立辅助形核点的SiC晶片；四、将建立辅助形核点的SiC晶片置于MPCVD装置中沉积金刚石层，通入氢气与甲烷气体，控制氢气流量100～300sccm，甲烷流量5～30sccm，沉积气压100～300mBar，沉积温度700～900℃，持续1～4h，得到带有金刚石形核膜层的SiC晶片；五、对带有金刚石形核膜层的SiC晶片进行抛光，将上表面的金刚石膜层去掉，留下孔洞中金刚石膜层，得到孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片；六、将孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片依次置于无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，得到清洗后孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片；七、将步骤六得到的清洗后孔洞中带有金刚石膜层的SiC晶片置入MPCVD装置中进行沉积，只在SiC晶片上的孔洞中进行沉积，通入氢气与甲烷气体，控制氢气流量100～300sccm，甲烷流量5～30sccm，沉积气压100～300mBar，沉积温度700～900℃，沉积填满孔洞，完成金刚石辅助散热GaN‑HEMTs碳化硅基底的制备。