[发明专利]一种半导体HEMT器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种半导体HEMT器件及其制造方法。半导体HEMT器件包括：衬底基板；导热层，导热层位于衬底基板一侧的表面；导热层包括：间隔设置的多个支持结构和导热结构，支持结构位于衬底基板的一侧表面；导热结构位于衬底基板上与支持结构同侧的表面，导热结构填充多个支持结构之间的空隙；绝缘层，绝缘层覆盖导热结构背向衬底基板一侧的表面，绝缘层还覆盖多个支持结构背向衬底基板一侧的表面；导热结构为碳薄膜。本发明的半导体HEMT器件通过导热层的设置可以减少器件因热失配导致应力集中，减少器件开裂的可能性。

技术领域

本发明涉及半导体器件热稳定技术领域，具体涉及一种半导体HEMT器件及其制造方法。

背景技术

HEMT(High Electron Mobility Transistor)，高电子迁移率晶体管，是一种异质结场效应晶体管，又称为调制掺杂场效应晶体管(MODFET)、二维电子气场效应晶体管(2-DEGFET)、选择掺杂异质结晶体管(SDHT)等。HEMT器件及其集成电路能够工作于超高频(毫米波)、超高速领域。现有技术的HEMT器件的衬底都是基于硅，蓝宝石，碳化硅材料制备的，但是这些材料在作为衬底基板时会与绝缘层出现很大的晶格失配与热失配，很容易因为应力集中导致器件开裂。

发明内容

因此，本发明提供一种半导体HEMT器件，包括：衬底基板；导热层，导热层位于衬底基板一侧的表面；导热层包括：间隔设置的多个支持结构和导热结构，支持结构位于衬底基板的一侧表面；导热结构位于衬底基板上与支持结构同侧的表面，导热结构填充多个支持结构之间的空隙；绝缘层，绝缘层覆盖导热结构背向衬底基板一侧的表面，绝缘层还覆盖多个支持结构背向衬底基板一侧的表面；导热结构为碳薄膜。

可选的，支持结构在平行于衬底基板表面的截面上呈六边形、圆形、方形或三角形。

可选的，支持结构在平行于衬底基板表面的截面上呈正六边形。

可选的，支持结构的材料为二氧化硅纳米线。

可选的，支持结构的高度高于导热结构的高度。

可选的，支持结构的高度为100nm-1μm；导热结构的高度为50nm-500nm。

可选的，导热结构在衬底基板的表面上占比为30％-70％，支持结构在衬底基板的表面上占比为70％-30％。

可选的，碳薄膜为碳纳米管或石墨烯。

可选的，绝缘层的材料为旋涂玻璃。

可选的，绝缘层的厚度为5nm～25nm。

本发明还提供一种半导体HEMT器件的制造方法，包括以下步骤：提供衬底基板；形成导热层，形成导热层的步骤包括：在衬底基板的一侧表面间隔的形成多个支持结构；之后在衬底基板上形成有支持结构的一侧表面形成导热结构，导热结构填充多个支持结构之间的空隙；形成绝缘层，绝缘层覆盖导热结构背向衬底基板一侧的表面，绝缘层还覆盖多个支持结构背向衬底基板一侧的表面；导热结构为碳薄膜构成。

可选的，在衬底基板的一侧表面间隔的形成多个支持结构的步骤为：在衬底基板的一侧表面进行光刻图形化，再进行感应耦合等离子体刻蚀形成多个支持结构。

可选的，衬底基板为硅基板或碳化硅基板；在感应耦合等离子体刻蚀形成多个支撑结构的步骤后，对多个支持结构进行热生长，形成二氧化硅纳米线构成的多个支持结构。

可选的，在衬底基板上形成有支持结构的一侧表面形成导热结构的步骤为：采用化学气相沉积或生长转移的方法在多个支持结构之间的空隙形成碳薄膜。

可选的，半导体HEMT器件的制造方法还包括以下步骤：形成绝缘层，在支持结构背向衬底基板一侧的表面和导热结构背向衬底基板一侧的表面形成绝缘层。