[发明专利]基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法

权利要求书

1.一种基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

1)提供一衬底，所述衬底包括相对的第一主面与第二主面，于所述衬底的第一主面中刻蚀出深沟槽，所述深沟槽与GaN基HEMT器件的源极对应设置；

2)于所述深沟槽内填充牺牲介质层，并对所述牺牲介质层进行平坦化处理；

3)于所述衬底的第一主面依次生长缓冲层、GaN异质层及AlGaN势垒层，以形成GaN基HEMT器件的外延层结构；

4)于所述外延层结构上制备GaN基HEMT器件的正面结构，所述正面结构包括源极金属，且至少部分的所述源极金属被设置在所述深沟槽的上方；

5)对所述衬底的第二主面进行减薄，显露出所述深沟槽；

6)通过选择性蚀刻工艺去除所述深沟槽中的牺牲介质层；

7)基于所述深沟槽刻蚀所述外延层结构，以形成自所述深沟槽至所述源极金属底部的通孔结构；

8)于所述通孔结构及所述衬底的第二主面形成与所述源极金属连接的导电层，以完成GaN基HEMT器件的制备。

2.根据权利要求1所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述GaN基HEMT器件的正面结构包括源极金属、漏极金属及栅极金属，所述栅极金属位于所述源极金属与漏极金属之间，所述源极金属与漏极金属与所述AlGaN势垒层为欧姆接触，所述栅极金属用于控制所述GaN异质层与AlGaN势垒层所形成的二维电子气的密度。

3.根据权利要求1所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述衬底包括硅基衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底及蓝宝石衬底中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：步骤1)通过光刻工艺及刻蚀工艺于所述衬底的第一主面中刻蚀出深沟槽，其中，光刻工艺及刻蚀工艺所采用的掩膜层包括金属掩膜、介质层掩膜及光刻胶掩膜中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求4所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：步骤1)在所述深沟槽刻蚀后，去除所述掩膜层，步骤2)对所述牺牲介质层进行平坦化处理时去除所述牺牲介质层以显露所述衬底表面，或使所述平坦化处理停止于所述牺牲介质层，以保留部分所述牺牲介质层。

6.根据权利要求4所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述掩膜层适于所述外延层结构的生长，在所述深沟槽刻蚀后保留部分所述掩膜层，步骤2)对所述牺牲介质层进行平坦化处理时去除所述牺牲介质层和保留部分的掩膜层以显露所述衬底表面，或使所述平坦化处理停止于所述掩膜层，以保留部分所述掩膜层。

7.根据权利要求1所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述牺牲介质层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮化铝及氧化铝中的一种或几种的组合。

8.根据权利要求1所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：步骤2)于所述深沟槽内填充的牺牲介质层为完全充满所述深沟槽或包含有孔洞在所述牺牲介质层的内部。

9.根据权利要求1所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述牺牲介质层适于所述外延层结构的生长，步骤2)对所述牺牲介质层进行平坦化处理后保留预设厚度的牺牲介质层，获得平坦的牺牲介质层表面，步骤3)在所述牺牲介质层表面形成所述外延层结构。

10.根据权利要求1所述的基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：步骤6)通过选择性干法蚀刻工艺或选择性湿法刻蚀工艺去除所述深沟槽中的牺牲介质层。