GaN器件SiC衬底刻蚀方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111477545A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010274351.7(22)申请日2020.04.09(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人郁发新莫炯炯陈华(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人余明伟(51)Int.Cl.H01L21/302(2006.01)H01L21/3065(2006.01)H01L29/778(2006.01)B23K26/362(2014.01)B23K26/70(2014.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称GaN器件SiC衬底刻蚀方法(57)摘要本发明提供了一种GaN器件SiC衬底刻蚀方法，包括如下步骤：提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面上形成有半导体器件层；通过激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀，并在所述衬底的第二表面形成盲孔；通过干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀，使所述盲孔贯通至所述半导体器件层远离所述衬底的表面。本发明通过采用激光刻蚀对SiC等衬底进行刻蚀，刻蚀过程稳定性好，可重复性高，避免了采用Ni等金属掩膜进行干法刻蚀所产生的沉积物；省去了制作光刻版的成本，简化了工艺复杂度和工艺时间；激光刻蚀过程不会使衬底温度升高，避免了键合晶圆的开裂问题。CN111477545ACN111477545A权利要求书1/1页1.一种半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面上形成有半导体器件层；通过激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀，并在所述衬底的第二表面形成盲孔；通过干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀，使所述盲孔贯通至所述半导体器件层远离所述衬底的表面。2.根据权利要求1所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，在通过所述激光刻蚀对所述衬底的第二表面进行刻蚀前，还包括先在所述衬底的第二表面上形成保护层的步骤。3.根据权利要求2所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述保护层包括铝层。4.根据权利要求2所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述激光刻蚀停止于所述衬底中，并在所述衬底中未被刻蚀的部分形成衬底剩余层；所述干法刻蚀包括刻蚀所述衬底剩余层的第一干法刻蚀和刻蚀所述半导体器件层的第二干法刻蚀；所述第二干法刻蚀还同时去除所述保护层。5.根据权利要求4所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述衬底包括SiC衬底，所述半导体器件层由AlGaN层和GaN层叠置构成；所述第一干法刻蚀为采用F基气氛的ICP干法刻蚀，所述第二干法刻蚀为采用Cl基气氛的ICP干法刻蚀。6.根据权利要求4所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述衬底剩余层的厚度范围介于5至10微米之间。7.根据权利要求1所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，在通过所述干法刻蚀对所述盲孔进行刻蚀前，还包括通过化学试剂清洗去除激光刻蚀过程中产生的残渣的步骤。8.根据权利要求1所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述激光刻蚀所用的激光波长为193纳米或248纳米。9.根据权利要求1所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述半导体器件层远离所述衬底的表面还键合于临时键合载片，所述半导体器件层的干法刻蚀停止于所述临时键合载片上。10.根据权利要求1所述的半导体器件衬底刻蚀方法，其特征在于，所述半导体器件包括GaN器件。2CN111477545A说明书1/5页GaN器件SiC衬底刻蚀方法技术领域[0001]本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种GaN器件SiC衬底刻蚀方法。背景技术[0002]氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)是一种异质结场效应晶体管，该器件结构基于具有很高迁移率的二维电子气(2DEG)工作，能够应用于超高频、超高速器件领域，具有广泛的运用前景。[0003]目前，现有的GaNHEMT器件通常采用SiC作为衬底，这是由于SiC衬底相较于Si衬底而言，对于GaN晶格匹配程度相对较好。在采用SiC衬底制备GaN器件时，需要在SiC衬底中形成背孔，连通衬底背面的镀金层和正面的GaN器件，使GaN器件能更好地应用于射频器件中。[0004]然而，SiC衬底因其材料原因，相比Si衬底，其干法刻蚀较为困难。一般采用能量较大的ICP刻蚀配合Ni等金属刻蚀掩膜版进行干法刻蚀，以形成背孔结构。Ni等金属刻蚀掩膜版虽然抗离子束刻蚀能力较强，能够保护非刻蚀区域不被刻蚀，却容易在离子束作用下形成不易挥发的残留物，沉积在刻蚀腔室壁上，需要定期清理。这不但缩短了设备维护周期，增加了维护成本，残留物也容易影响刻蚀的工艺稳