[发明专利]SiC基GaN器件的衬底通孔制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，特别是涉及一种SiC基GaN器件的衬底通孔制作方法。

背景技术

半导体材料发展至今已历经三代：硅(Si)和锗(Ge)属于第一代半导体材料；第二代半导体材料的主要代表为砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)；氮化镓(GaN)与碳化硅(SiC)则属于第三代半导体材料。其中，GaN是半导体与微电子产业的新星，其高电子能量的特性使其拥有极高的电能转换效率和优秀的高频特性。业界已经公认GaN器件产品将统治微波放大和电能转换领域，市场规模大于150亿美元。

由于GaN同质外延技术尚难以大规模商用，异质外延是目前的主流技术。SiC材料具有散热性能好、与GaN晶格匹配度高等优势，因此成为目前GaN外延生长的首选衬底。GaN器件在高频应用中，其背面需要大面积接地，因此，背孔接地技术便成为GaN器件走向实用的必由之途，而背孔接地技术的首要前提便是SiC衬底背孔的刻蚀。

目前，SiC衬底通孔的常规刻蚀方法为：运用电镀设备在SiC衬底背面电镀上厚度高达数微米乃至十微米的金属掩膜层，接下来在金属表面涂敷光刻胶，光刻出需要刻蚀通孔的区域，再通过酸液腐蚀金属掩膜层及其下面的起镀层，最后去掉光刻胶，采用ICP-RIE(InductivelyCoupledPlasma-ReactiveIonEtching，感应耦合等离子体刻蚀-反应离子刻蚀)设备对SiC衬底进行刻蚀。但是，该常规刻蚀方法主要有以下不足之处：

1、为确保实现掩膜保护之效果，金属掩膜层的厚度须达到数个微米乃至十个微米，然而厚度过大会带来较大应力，存在很大的裂片风险；

2、过厚的金属掩膜层会带来更大的物料成本及时间成本。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种SiC基GaN器件的衬底通孔制作方法，能够在减小金属掩膜层厚度的情况下为通孔刻蚀提供有效的掩膜保护。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种SiC基GaN器件的衬底通孔制作方法，包括：将SiC基GaN器件远离SiC衬底的表面键合到蓝宝石载托上；在所述SiC衬底表面溅射金属形成起镀层；在所述起镀层上电镀金属掩膜层；在所述金属掩膜层上涂敷PBO纤维，并对所述PBO纤维进行烘烤形成光刻掩膜层；对所述光刻掩膜层进行光刻以在所述光刻掩膜层上形成光刻孔，其中，所述金属掩膜层露出在所述光刻孔中；依次对所述光刻孔中的金属掩膜层和起镀层进行腐蚀以露出所述SiC衬底；对所述光刻孔中的SiC衬底进行干法刻蚀以在所述SiC衬底上形成通孔。

优选地，所述在所述SiC衬底表面溅射金属形成起镀层的步骤之前，还包括：对所述SiC衬底进行减薄。

优选地，所述起镀层的金属为Ti/Au，所述起镀层的厚度为

优选地，所述金属掩膜层的金属为Ni，所述金属掩膜层的厚度为2-3μm。

优选地，所述PBO纤维的涂敷厚度为15μm。

优选地，所述PBO纤维的烘烤温度为120℃，烘烤环境为真空，烘烤时间为4分钟。

优选地，所述金属掩膜层采用浓硫酸、双氧水、去离子水的混合溶液进行腐蚀。

优选地，所述起镀层中的Au采用KI和I₂的混合溶液进行腐蚀，所述起镀层中的Ti采用氢氟酸进行腐蚀。

优选地，对所述光刻孔中的SiC衬底进行干法刻蚀时采用F基等离子体进行刻蚀，并利用O₂清除刻蚀副产物。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：

1、采用PBO替代传统光刻胶，具有更好的耐刻蚀性，更易去除刻蚀副产物，可减小金属掩膜层厚度；

2、可用光刻掩膜层和金属掩膜层进行应力对冲，降低裂片风险；

3、与常规刻蚀方法相比，不引入额外工艺步骤，在具备良好可行性的同时，可节约成本、提升产能。

附图说明

图1-7是采用本发明实施例SiC基GaN器件的衬底通孔制作方法制作衬底通孔的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请结合参见图1至图7，本发明实施例提供一种SiC基GaN器件的衬底通孔制作方法，该制作方法包括：

S1：将SiC基GaN器件远离SiC衬底11的表面键合到蓝宝石载托2上。