一种氧化镓悬空晶体管阵列的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114530522A(43)申请公布日2022.05.24(21)申请号202210023591.9(22)申请日2022.01.10(71)申请人西安电子科技大学地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人谢涌胡文帅陆小力梁瑜刘晨阳白艳马晓华(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230专利代理师王萌(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/101(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种氧化镓悬空晶体管阵列的制备方法(57)摘要本发明提供的一种多用途氧化镓悬空晶体管阵列的制备方法，可以作为日盲探测器使用，将氧化镓的光电导型模态与谐振型模态两种深紫外探测模式结合起来，能够有效弥补单一模式面临的缺点，可以提高探测器的动态范围和目标精度。也可以作为晶体管使用，采用氧化镓宽禁带半导体材料的电路与传统硅基电路相比，功率密度更高、功耗更低。本发明采用晶圆级悬空氧化镓晶体管制备工艺，进一步增加器件的多用途性，降低了成本。有着良好的应用前景，同时也符合未来器件集成化、小型化的发展方向。CN114530522ACN114530522A权利要求书1/2页1.一种多用途氧化镓悬空晶体管阵列的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：获取单晶氧化镓衬底以及圆晶片；其中，所述圆晶片由底层硅以及顶层二氧化硅组成；步骤2：在单晶氧化镓衬底上外延生长氧化镓薄膜；步骤3，对氧化镓薄膜形成的氧化镓层注入氢离子，形成氢离子层；步骤4：在圆晶片的二氧化硅层覆盖一层光刻胶，并在圆晶片的二氧化硅层确定第一蒸镀金属的第一形状以及第一位置；步骤5：在第一蒸镀金属的位置沉积金属层以形成第一蒸镀金属层；其中，所述第一蒸镀金属层的形状为第一形状；步骤6：去除第一蒸镀金属以外的光刻胶；步骤7：在所述圆晶片的表面沉积介质形成覆盖其表面的介质层；步骤8：将注入氢离子后的氧化镓薄膜与沉积形成介质层的晶圆片进行键合；步骤9：从注入氢离子处开始剥离氢离子层，在氢离子层剥离过程中将氢离子层上层的氧化镓层剥离；步骤10：在圆晶片的二氧化硅层上确定第二蒸镀金属的第二形状以及第二位置，在圆晶片的二氧化硅层覆盖一层光刻胶；步骤11：在蒸镀金属的第二位置沉积金属层以形成第二蒸镀金属的第二形状；步骤12：去除第二位置以外的光刻胶；步骤13：在第二位置覆盖一层光刻胶；步骤14：刻蚀圆晶片的表面形成的介质层，并去除第二位置的光刻胶，获得氧化镓悬空晶体管；步骤15：在圆晶片的不同位置重复步骤5至步骤14制备氧化镓悬空晶体管，获得氧化镓悬空晶体管阵列。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2包括：通过化学气相沉积CVD的方法在单晶氧化镓衬底上外延生长氧化镓薄膜。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在圆晶片的二氧化硅层确定第一蒸镀金属的第一形状以及第一位置包括：通过掩膜版上的透光孔在圆晶片的氧化硅层确定第一蒸镀金属的第一形状以及第二位置。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5包括：在所述圆晶片的表面沉积一层金属铝形成铝层；在所述铝层上沉积一层金属金保护所述铝层。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤7包括：通过等离子体增强化学气相沉积法PECVD，或者原子层沉积ALD方法在所述晶圆片表面沉积一层二氧化硅介质层，覆盖晶圆片表面。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤11包括：在所述圆晶片的表面沉积一层金属钛，以使形成钛层与晶圆片上的氧化镓材料形成欧姆接触；在所述钛层上蒸镀一层金属金覆盖所述钛层。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤14包括：2CN114530522A权利要求书2/2页使用缓冲氧化物或者气体刻蚀所述介质层，并去除第二位置的光刻胶，获得氧化镓悬空晶体管。3CN114530522A说明书1/5页一种氧化镓悬空晶体管阵列的制备方法技术领域[0001]本发明属于晶体管应用技术领域，具体涉及一种氧化镓悬空晶体管阵列的制备方法。背景技术[0002]在晶体管应用领域，由硅组成的主流功率器件正接近其基本性能的极限，导致商用的功率系统变得笨重而低效。第三代宽禁带半导体材料具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、介电常数小、导电性能好等优势。[0003]日盲探测器是能够对深紫外光辐射做出光电响应的器件。来自太阳的所有短波紫外线(100‑280nm)辐射都被大气中的双原子氧或臭氧所吸收，很少能从太阳到达地球表面。波长为200‑280nm的光谱区域内的信号可以在不受太阳辐射影响的情况下被有效检测到，该区域称为“日盲”区。日盲光电探测器具有太阳光屏蔽效果，与可见光和红外光探测相比