用于制备氮化镓射频器件的衬底及其制备方法、氮化镓射频器件.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CN112713082A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号201911022844.5H01L29/16(2006.01)(22)申请日2019.10.25H01L29/20(2006.01)(71)申请人中国电子科技集团公司第四十八研究所地址410111湖南省长沙市天心区新开铺路1025号(72)发明人袁卫华程文进孙勇徐松罗才旺彭立波曹华翔罗南安(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所(普通合伙)43008代理人周长清徐好(51)Int.Cl.H01L21/02(2006.01)H01L21/683(2006.01)H01L29/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称用于制备氮化镓射频器件的衬底及其制备方法、氮化镓射频器件(57)摘要本发明公开了一种用于制备氮化镓射频器件的衬底，包括硅晶片及位于硅晶片上方的碳化硅薄膜，碳化硅薄膜与硅晶片键合成一体。本发明进一步公开了一种上述衬底的制备方法，包括步骤：S1、对碳化硅晶片进行离子注入，形成碳化硅薄膜；S2、将硅晶片与碳化硅薄膜进行键合；S3、退火使碳化硅薄膜与碳化硅晶片之间形成的界面裂开，碳化硅晶片与碳化硅薄膜分离；S4、对碳化硅薄膜表面进行抛光。一种氮化镓射频器件，包括器件主体、氮化镓层及氮化镓化合半导体层，还包括上述的衬底，所述硅晶片、所述碳化硅薄膜、氮化镓层、氮化镓化合半导体层及器件主体自下而上依次布置。本发明具有成本低，同时能够保留衬底上氮化镓器件的优异性能等优点。CN112713082ACN112713082A权利要求书1/1页1.一种用于制备氮化镓射频器件的衬底，其特征在于：包括硅晶片(1)及位于硅晶片(1)上方的碳化硅薄膜(2)，所述碳化硅薄膜(2)与所述硅晶片(1)键合成一体。2.根据权利要求1所述的用于制备氮化镓射频器件的衬底，其特征在于：所述碳化硅薄膜(2)的厚度为d，则1um≤d≤100um。3.一种权利要求1或2所述的用于制备氮化镓射频器件的衬底的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、对碳化硅晶片(3)进行离子注入，形成碳化硅薄膜(2)；S2、将硅晶片(1)与碳化硅薄膜(2)进行键合；S3、退火使碳化硅薄膜(2)与碳化硅晶片(3)之间形成的界面(4)裂开，碳化硅晶片(3)与碳化硅薄膜(2)分离；S4、对碳化硅薄膜(2)表面进行抛光。4.根据权利要求3所述的用于制备氮化镓射频器件的衬底的制备方法，其特征在于：步+++++++骤S1中，注入的离子为H、H2、H2、He或He中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的用于制备氮化镓射频器件的衬底的制备方法，其特征在于：步骤S1中离子注入剂量范围为1E16-1E20ion/cm2，能量范围300keV-1500keV。6.根据权利要求3所述的用于制备氮化镓射频器件的衬底的制备方法，其特征在于：步骤S3中退火温度范围400℃-1000℃，时间20min-60min。7.根据权利要求3所述的用于制备氮化镓射频器件的衬底的制备方法，其特征在于：步骤S4中对碳化硅晶片(3)的粗糙面也进行抛光，得到步骤S1中的碳化硅晶片(3)。8.一种氮化镓射频器件，包括器件主体(5)、氮化镓层(6)及氮化镓化合半导体层(7)，其特征在于：还包括权利要求1或2所述的衬底，所述硅晶片(1)、所述碳化硅薄膜(2)、氮化镓层(6)、氮化镓化合半导体层(7)及器件主体(5)自下而上依次布置。9.根据权利要求8所述的氮化镓射频器件，其特征在于：所述硅晶片(1)下方还设有热沉层(8)。10.根据权利要求8所述的氮化镓射频器件，其特征在于：所述氮化镓化合半导体层(7)为氮化铝镓层。2CN112713082A说明书1/4页用于制备氮化镓射频器件的衬底及其制备方法、氮化镓射频器件技术领域[0001]本发明涉及半导体器件，尤其涉及一种用于制备氮化镓射频器件的衬底及其制备方法、氮化镓射频器件。背景技术[0002]GaN(氮化镓)是一种宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和漂移速度大、热导率高、抗辐照能力强等突出优点，特别适合制作高频、高压、大功率射频器件。由于大面积体单晶材料很难获得，目前GaN及其异质结构材料的生长仍然以异质外延生长为主。异质外延生长中普遍存在的一个问题是衬底材料与GaN外延层之间存在着较大的晶格失配和热失配，这对于生长高质量的GaN材料是一大障碍，所以在同质外延难以实现的情况下，选择合适的衬底十分重要。GaN材料射频器件的基本结构如附图1所示，在衬底材料上异质外延GaN材料及其化合半导体材料(如：AlGaN)，之后在GaN材料及其化合半导体材料上制作需要的器件。[0003]目前GaN外延材料常用的衬底主要