材料为Si 时，生长衬底可用30%的K0H溶液去除，由于生长衬底具有孔洞，可以极大地缩短腐蚀时 间。采用激光切割工艺时，一般的半导体器件尺寸在lcm 2以内，而目前常见的激光切割打 孔机可实现孔径20 y m，深度500 y m的打孔。
[0039] S5:利用支撑衬底将外延片转移至目标载体，并在转移后去除胶体，得到半导体器 件。
[0040] 其中，生长衬底去除后，利用支撑衬底来承受外延片的重量和对外延片进行保护， 将外延片转移至目标载体上。去除胶体后，支撑衬底就与外延片分离，从而得到半导体器 件。在本实施例中，半导体器件包括但不限于GaN器件，半导体器件可以为HEMT器件、 MISFET器件或M0SFET器件。
[0041 ] 在本实施例中，生长衬底和目标载体可以均为Si，通过外延片转移的方式，可以进 行数模混合，也就是实现芯片级的数模集成，进一步提高集成度。
[0042] 下面，将结合图2至图6对本发明实施例的半导体器件的制作方法的具体应用进 行详细说明，在该应用中，半导体器件为GaN HEMT器件，生长衬底和支撑衬底的材料均为 Si，成核层的材料为SiC，目标载体的材料为金刚石。
[0043] 步骤一：提供生长Si衬底，通过光刻或刻蚀方式在生长Si衬底上制作多个排列为 阵列的通孔。
[0044] 其中，如图2所示，Si衬底1上具有多个均匀分布，排列为阵列的通孔11。
[0045] 步骤二：在生长 Si 衬底上通过 MOCVD (Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相淀积）方式沉积SiC材料，使SiC材料形成薄膜并 横向生长覆盖通孔，得到成核层，并在成核层上形成器件结构，成核层与器件结构构成外延 片。
[0046] 其中，如图3所示，成核层20位于生长Si衬底1上，器件结构包括由下至上依次 层叠的GaN沟道层31和AlGaN势皇层33, GaN沟道层31和AlGaN势皇层33之间形成二维 电子气32, AlGaN势皇层33上形成有源极34、栅极35和漏极36。
[0047] 由于SiC薄膜与生长Si衬底1的接触面减小，可以有效地释放接触面由于晶格匹 配和热膨胀系数差异造成的应力，降低缺陷密度，形成致密的3C_SiC薄膜。
[0048] 步骤三：提供支撑Si衬底，在器件结构上覆盖胶体，将支撑Si衬底与胶体粘合固 定。
[0049] 其中，如图4所示，胶体4覆盖AlGaN势皇层33以及其上的源极34、栅极35和漏 极36,支撑Si衬底5位于胶体4上。
[0050] 步骤四：采用湿法腐蚀工艺将外延片与生长Si衬底分离。
[0051] 其中，如图5所示，生长Si衬底1被去除。生长Si衬底1去除时，由于生长Si衬 底1具有通孔11，可以极大地缩短腐蚀时间，使腐蚀更加彻底。
[0052] 步骤五：利用支撑Si衬底将外延片转移至金刚石载体，并在转移后去除胶体，得 至lj GaN HEMT 器件。
[0053] 其中，如图6所示，外延片被转移到金刚石载体6上，而支撑Si衬底5随着胶体4 被一并去除。
[0054] 通过上述方式，本发明实施例的半导体器件的制作方法在具有通孔的Si衬底上 生长外延片，由于Si衬底的特性，可以提高器件集成度，然后再将Si衬底去除，将外延片转 移到金刚石载体上得到半导体器件，由于Si衬底的通孔，可以方便Si衬底的去除，而金刚 石具有晶格匹配好、热导率高等优点，可以满足半导体器件的高频大功率应用，从而实现了 通过外延片转移的方式集成不同材料衬底的优点，达到兼具有集成度高和满足高频大功率 要求的效果。
[0055] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括： 提供生长衬底，在所述生长衬底上制作多个孔洞； 在所述生长衬底上形成外延片，所述外延片包括位于所述生长衬底上横向生长的成核 层和位于所述成核层上的器件结构； 提供支撑衬底，在所述器件结构上覆盖胶体，将所述支撑衬底与所述胶体粘合固定； 将所述外延片与所述生长衬底分离； 利用所述支撑衬底将所述外延片转移至目标载体，并在转移后去除所述胶体，得到半 导体器件。2. 根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述生长衬底的材料 为Si、GaN、SiC或蓝宝石。3. 根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述孔洞为盲孔或贯 穿所述生长衬底的通孔。4. 根据权利要求3所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述孔洞在所述生长 衬底上均匀分布，所述孔洞的形状为圆形、椭圆形、三角形或四边形。5. 根据权利要求4所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述孔洞的大小为 1-500ym，所述孔洞的间距为5-500ym。6. 根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述成核层的厚度为 0.Iym-lmm，所述成核层的材料为SiC、GaN、AlN或AlGaN。7. 根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述支撑衬底的材料 为Si、SiC、蓝宝石或GaN。8. 根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述目标载体的材料 为金刚石、SiC、GaN或Si。9. 根据权利要求1至8任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述将所述 外延片与所述生长衬底分离的步骤具体为： 采用湿法腐蚀工艺或激光切割工艺将所述外延片与所述生长衬底分离。10. 根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述半导体器件为 HEMT器件、MISFET器件或MOSFET器件。
【专利摘要】本发明提供了一种半导体器件的制作方法。该制作方法包括：提供生长衬底，在生长衬底上制作多个孔洞；在生长衬底上形成外延片，外延片包括位于生长衬底上横向生长的成核层和位于成核层上的器件结构；提供支撑衬底，在器件结构上覆盖胶体，将支撑衬底与胶体粘合固定；将外延片与生长衬底分离；利用支撑衬底将外延片转移至目标载体，并在转移后去除胶体，得到半导体器件。通过上述方式，本发明能够通过外延片转移的方式集成不同材料衬底的优点。
【IPC分类】H01L29/66, H01L21/683
【公开号】CN105185824
【申请号】CN201510557555
【发明人】陈一峰
【申请人】成都嘉石科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月2日