一种AlGaN/GaN HEMT压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微电子技术领域，具体涉及一种AIGaN/GaN HEMT压力传感器。
【背景技术】
[0002]传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志，其中压力传感器是应用最为广泛的一类。随着对宽禁带半导体的研宄深入，发现宽禁带半导体GaN(禁带宽度3.4eV)传感器可以不用冷却在高温下探测化学、气体、生物、辐射以及发送信号给中央控制器。AlGaN/GaN HEMT已经被证明具有高频、耐高压、耐高温和抗辐射特性，是高功率及电力电子器件最具潜力的器件，也是可以工作在恶劣条件下最具潜力的压力传感器。目前AIGaN/GaN HEMT中最先进的生长技术是MOCVE和MBE，蓝宝石，碳化硅和硅衬底作为外延生长的衬底，但是却无法在多晶体或非晶衬底上。目前碳化硅散热性好，大多作为AIGaN/GaN HEMT功率器件的衬底，但价格太高，且晶体质量难以达到Al2O3和Si那么好，机械加工性能比较差；硅价格最低廉，而且校对容易腐蚀，但硅衬底与GaN外延层之间巨大的晶格失配和热失配，这使Si衬底上的GaN材料产生大量的位错及裂纹，成为Si衬底上生长GaN材料的障碍；蓝宝石衬底上生长AIGaN/GaN HEMT结构质量较好，大多采用，但其硬度非常高，在自然材料中其硬度仅次于金刚石，不容易对其进行刻蚀，因此在刻蚀过程中需要较好的设备，这将会增加生产成本。综上所述，由于AIGaN/GaN HEMT压力传感器需要对衬底腐蚀而留出敏感膜，一般采用硅衬底，而以牺牲外延材料质量为代价。如果不需要腐蚀衬底就可以形成敏感膜，就可以采用蓝宝石衬底，不仅外延材料质量得到保证，而且由于不需要通过腐蚀衬底形成敏感膜，敏感膜的厚度也能够精确的保证。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种AIGaN/GaN HEMT压力传感器。
[0004]一种AIGaN/GaN HEMT压力传感器；包括衬底、h_BN移除层、AlN缓冲层、GaN沟道层、隔离层A1N、非掺杂Ala3Gaa7N势皇层和帽层GaN ；
[0005]h-BN移除层下方粘贴有开有孔洞的金属铜衬底，h-BN移除层上生长AlN缓冲层；接着在AlN缓冲层上面外延生长GaN沟道层；之后在沟道层GaN上外延生长隔离层A1N，接着在隔离层AlN上外延生长非掺杂Ala3Gaa7N势皇层和帽层GaN ;帽层上设有AIGaN/GaNHEMT的栅极、源极和漏极；
[0006]所述的h-BN移除层厚度为3nm ；
[0007]所述的AlN缓冲层厚度为10nm ；
[0008]所述的GaN沟道层厚度为1.9 μ m ;
[0009]所述的AlN隔离层厚度为Inm ；
[0010]所述的Ala3Gaa7N势皇层厚度为20nm ；
[0011]所述的GaN帽层厚度为2nm ;
[0012]所述的栅极金属为Ni或者Au，源极和漏极金属为钛、铝、镍、金中的一种，所述的源极为一个圆形结构，直径50Mm ;栅极与源极为同心的开口圆环，内径和外径分别为150和200Mm ;漏极与源极为同心的开口圆环，内径和外径分别为250和300Mm。
[0013]有益效果:本实用新型通过h-BN移除层可以转移器件的衬底，避免腐蚀工艺，使得器件可以生长在除外延材料质量硬度高的蓝宝石衬底上。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图；
[0015]图2为铜衬底的AIGaN/GaN HEMT器件的源极、漏极、栅极俯视图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，一种AIGaN/GaN HEMT压力传感器；包括衬底、h_BN移除层、AlN缓冲层、GaN沟道层、隔离层A1N、非掺杂Ala3Gaa7N势皇层和帽层GaN ；
[0017]h-BN移除层下方粘贴有开有孔洞的金属铜衬底，h-BN移除层上生长AlN缓冲层；接着在AlN缓冲层上面外延生长GaN沟道层；之后在沟道层GaN上外延生长隔离层A1N，接着在隔离层AlN上外延生长非掺杂Ala3Gaa7N势皇层和帽层GaN ;帽层上设有AIGaN/GaNHEMT的栅极、源极和漏极；
[0018]所述的h-BN移除层厚度为3nm ；
[0019]所述的AlN缓冲层厚度为10nm ；
[0020]所述的GaN沟道层厚度为1.9 μ m ;
[0021]所述的AlN隔离层厚度为Inm ；
[0022]所述的Al。.3Ga0.7N势皇层厚度为20nm ；
[0023]所述的GaN帽层厚度为2nm ；
[0024]如图2所示，所述的栅极金属为Ni或者Au，源极和漏极金属为钛、铝、镍、金中的一种，所述的源极为一个圆形结构，直径50Mm ;栅极与源极为同心的开口圆环，内径和外径分别为150和200Mm ;漏极与源极为同心的开口圆环，内径和外径分别为250和300Mm。
【主权项】
1.一种AlGaN/GaN HEMT压力传感器；包括衬底、h-BN移除层、AlN缓冲层、GaN沟道层、隔离层A1N、非掺杂Ala3Gaa7N势皇层和帽层GaN ； 其特征在于:所述的h-BN移除层下方粘贴有开有孔洞的金属铜衬底，h-BN移除层上生长AlN缓冲层；接着在AlN缓冲层上面外延生长GaN沟道层；之后在沟道层GaN上外延生长隔离层A1N，接着在隔离层AlN上外延生长非掺杂Ala3Gaa7N势皇层和帽层GaN ;帽层上设有AlGaN/GaN HEMT的栅极、源极和漏极； 所述的h-BN移除层厚度为3nm ； 所述的AlN缓冲层厚度为10nm ； 所述的GaN沟道层厚度为1.9 μ m ; 所述的AlN隔离层厚度为Inm ； 所述的Ala3Gaa7N势皇层厚度为20nm ； 所述的GaN帽层厚度为2nm。
2.根据权利要求1所述的一种AlGaN/GaNHEMT压力传感器，其特征在于:所述的栅极金属为Ni或者Au，源极和漏极金属为钛、铝、镍、金中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种AlGaN/GaNHEMT压力传感器，其特征在于:所述的源极为一个圆形结构，直径50μπι;栅极与源极为同心的开口圆环，内径和外径分别为150和200Mm ;漏极与源极为同心的开口圆环，内径和外径分别为250和300Mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种AlGaN/GaN HEMT压力传感器；包括衬底、h-BN移除层、AlN缓冲层、GaN沟道层、隔离层AlN、非掺杂Al0.3Ga0.7N势垒层和帽层GaN；所述的h-BN移除层下方粘贴有开有孔洞的金属铜衬底，h-BN移除层上生长AlN缓冲层；接着在AlN缓冲层上面外延生长GaN沟道层；之后在沟道层GaN上外延生长隔离层AlN，接着在隔离层AlN上外延生长非掺杂Al0.3Ga0.7N势垒层和帽层GaN；帽层上设有AlGaN/GaN HEMT的栅极、源极和漏极；本实用新型通过h-BN移除层可以转移器件的衬底，避免腐蚀工艺，使得器件可以生长在除外延材料质量硬度高的蓝宝石衬底上。
【IPC分类】B81B7-02
【公开号】CN204607576
【申请号】CN201520205686
【发明人】王凯, 程知群, 董志华, 刘国华, 周涛, 柯华杰
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月7日