一种具有多层微流道结构的GaNHEMT器件及其制备方法与流程

本发明涉及微电子器件及其制作工艺，具体是指一种具有多层微流道结构的gan hemt器件及其制备方法。

背景技术：

1、具有更高的击穿电场，更高的饱和电子速度、高电子密度，高热导率高迁移率以及拥有介电常数小，导电性能好等材料特点的碳化硅sic材料和氮化镓gan材料能够承载更高的能量密度，从而实现更高的可靠性。所以逐渐受到新一代半导体人的青睐和重视。而sic相较于gan而言，前者发展的更早一些，技术上的成熟度也更高一点，但两者之间的一个极大区别就是热导率的不同，这使得sic在高功率领域更具有应用空间。与此同时，gan因具有更高的电子迁移率，这使其开关速度相较于sic来说更高，就可以更加快速的工作。如此突出的性能，让氮化镓在高频微波器件应用上拥有可见的未来，也注定将在未来的半导体材料发展中占据主要位置。正因如此，gan的未来更为大众所关注与看好，被赋予厚望。伴随着5g时代的到来。氮化镓gan这一新型材料将发挥越来越重要的作用，将迎来属于自己的时代，从而得到爆发式增长。它将是半导体家族的下一位主角，不仅会在卫星、雷达、通信、电子战以及水下探测等军用系统发挥作用，而且将在无人机、无人装备、智能武器、新概念武器等方面发挥前所未有的关键性作用。引领信息化战斗水平的跨幅度提高和军事等领域的重大变革。

2、但是随着器件尺寸的减少和功率密度的进一步提升，器件热积累效应愈发明显。因此提升gan器件的散热能力迫在眉睫。目前针对gan器件芯片级散热，可以分为主动散热技术和被动散热技术两种，被动散热技术就是将高导热材料与芯片内部的热源区进行集成，增大芯片内部的热传递能力，有效抑制热积累，比如金刚石衬底gan技术、金刚石嵌入式散热柱技术和高导热钝化层散热技术；主动散热技术是将液体引入芯片内部的热源区附近，将热量交换给液体，有效将热源区的热量带走，比如片内微流冷却散热技术等等。但是，主动散热技术和被动散热技术虽然能在一定程度上提高了器件的散热能力，但降低了gan器件的可靠性；而且主动散热技术和被动散热技术的制备方法成本较高。

3、所以，一种具有多层微流道结构的gan hemt器件及其制备方法成为人们亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是主动散热技术和被动散热技术虽然能在一定程度上提高了器件的散热能力，但降低了gan器件的可靠性；而且主动散热技术和被动散热技术的制备方法成本较高。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种具有多层微流道结构的ganhemt器件，所述gan hemt器件包括sin钝化层、源极、栅极、漏极、alngan势垒层、gan缓冲层、buffer层和多层aln微流道结构；

3、所述sin钝化层、alngan势垒层、gan缓冲层、buffer层和多层aln微流道结构自上至下依次设置，所述源极、栅极和漏极从左至右依次设置于sin钝化层底部。

4、一种具有多层微流道结构的gan hemt器件的制备方法，包含一种具有多层微流道结构的gan hemt器件，所述gan hemt器件的制备方法如下所示：

5、步骤1、采用激光剥离技术，剥离底部蓝宝石衬底；

6、步骤2、在剥离后的器件背面溅射生长10umaln；

7、步骤3、光刻网格图形；

8、步骤4、在网格区域溅射sio后剥离，得到sio网格图形；

9、步骤5、再次溅射10umaln层、10umsio网格图形并重复多次；

10、步骤6、对器件进行湿法处理，去除底部sio材料。

11、本发明与现有技术相比的优点在于：本发明通过多层微流道结构极大地提高了器件的散热能力，增加了gan器件的可靠性；本发明可靠并高效地提出了具体的制备方法，降低了制作成本，简单高效可重复；本发明设计合理，值得大力推广。

技术特征：

1.一种具有多层微流道结构的gan hemt器件，其特征在于：所述gan hemt器件包括sin钝化层(1)、源极(2)、栅极(3)、漏极(4)、alngan势垒层(5)、gan缓冲层(6)、buffer层(7)和多层aln微流道结构(8)；

2.一种具有多层微流道结构的gan hemt器件的制备方法，包含权力要求1所述的一种具有多层微流道结构的gan hemt器件，其特征在于：所述gan hemt器件的制备方法如下所示：

技术总结
本发明公开了一种具有多层微流道结构的GaN HEMT器件及其制备方法，所述GaN HEMT器件包括SiN钝化层、源极、栅极、漏极、AlNGaN势垒层、GaN缓冲层、Buffer层和多层AlN微流道结构；所述SiN钝化层、AlNGaN势垒层、GaN缓冲层、Buffer层和多层AlN微流道结构自上至下依次设置，所述源极、栅极和漏极从左至右依次设置于SiN钝化层底部；本发明通过多层微流道结构极大地提高了器件的散热能力，增加了GaN器件的可靠性；本发明可靠并高效地提出了具体的制备方法，降低了制作成本，简单高效可重复。

技术研发人员：程斌,白俊春,平加峰
受保护的技术使用者：上海格晶半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13