[发明专利]AlGaN/GaN HEMT压力传感器工艺实现方法

说明书

本发明公开了一种AlGaN/GaN HEMT压力传感器工艺实现方法，采用MOCVD或MBE方法在蓝宝石衬底上外延生长出单晶h‑BN移除层；然后在h‑BN移除层上外延常规的AlGaN/GaN HEMT结构层；在帽层上形成AlGaN/GaN HEMT的栅极、源极和漏极；把AlGaN/GaN HEMT器件的正面朝下粘贴在陶瓷载体上；施以外力克服h‑BN的范德瓦耳斯力将蓝宝石衬底剥离掉；把AlGaN/GaN HEMT器件的反面朝下粘贴在开有孔洞的金属铜衬底上。本发明通过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。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种AlGaN/GaN HEMT压力传感器工艺实现方法。

背景技术

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究深入，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AlGaN/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AlGaN/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AlGaN/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AlGaN/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

本发明针对现有技术的不足，提出了一种AlGaN/GaN HEMT压力传感器工艺实现方法。

本发明利用与蓝宝石衬底容易剥离的单晶h-BN插入蓝宝石衬底和AlGaN/GaNHEMT的外延结构层之间，简化GaN HEMT压力传感器工艺难度，实现衬底的转移。

一种AlGaN/GaN HEMT压力传感器工艺实现方法，具体包括以下步骤：

步骤一：采用MOCVD或MBE方法在蓝宝石衬底上外延生长出单晶h-BN移除层；

步骤二：在h-BN移除层上外延常规的AlGaN/GaN HEMT结构层；

步骤三：在帽层上形成AlGaN/GaN HEMT的栅极、源极和漏极；

步骤四：把AlGaN/GaN HEMT器件的正面朝下粘贴在陶瓷载体上；

步骤五：施以外力克服h-BN的范德瓦耳斯力将蓝宝石衬底剥离掉；

步骤六：把AlGaN/GaN HEMT器件的反面朝下粘贴在开有孔洞的金属铜衬底上。

所述的常规的AlGaN/GaN HEMT结构层包括生长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Al_0.3Ga_0.7N势垒层和帽层GaN；

所述的h-BN移除层厚度为3nm；