一種AlGaN/GaN HEMT壓力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種AIGaN/GaN HEMT壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，其中壓力傳感器是應(yīng)用最為廣泛的一類。隨著對(duì)寬禁帶半導(dǎo)體的研宄深入，發(fā)現(xiàn)寬禁帶半導(dǎo)體GaN(禁帶寬度3.4eV)傳感器可以不用冷卻在高溫下探測(cè)化學(xué)、氣體、生物、輻射以及發(fā)送信號(hào)給中央控制器。AlGaN/GaN HEMT已經(jīng)被證明具有高頻、耐高壓、耐高溫和抗輻射特性，是高功率及電力電子器件最具潛力的器件，也是可以工作在惡劣條件下最具潛力的壓力傳感器。目前AIGaN/GaN HEMT中最先進(jìn)的生長(zhǎng)技術(shù)是MOCVE和MBE，藍(lán)寶石，碳化硅和硅襯底作為外延生長(zhǎng)的襯底，但是卻無法在多晶體或非晶襯底上。目前碳化硅散熱性好，大多作為AIGaN/GaN HEMT功率器件的襯底，但價(jià)格太高，且晶體質(zhì)量難以達(dá)到Al2O3和Si那么好，機(jī)械加工性能比較差；硅價(jià)格最低廉，而且校對(duì)容易腐蝕，但硅襯底與GaN外延層之間巨大的晶格失配和熱失配，這使Si襯底上的GaN材料產(chǎn)生大量的位錯(cuò)及裂紋，成為Si襯底上生長(zhǎng)GaN材料的障礙；藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)AIGaN/GaN HEMT結(jié)構(gòu)質(zhì)量較好，大多采用，但其硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次于金剛石，不容易對(duì)其進(jìn)行刻蝕，因此在刻蝕過程中需要較好的設(shè)備，這將會(huì)增加生產(chǎn)成本。綜上所述，由于AIGaN/GaN HEMT壓力傳感器需要對(duì)襯底腐蝕而留出敏感膜，一般采用硅襯底，而以犧牲外延材料質(zhì)量為代價(jià)。如果不需要腐蝕襯底就可以形成敏感膜，就可以采用藍(lán)寶石襯底，不僅外延材料質(zhì)量得到保證，而且由于不需要通過腐蝕襯底形成敏感膜，敏感膜的厚度也能夠精確的保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種AIGaN/GaN HEMT壓力傳感器。
[0004]一種AIGaN/GaN HEMT壓力傳感器；包括襯底、h_BN移除層、AlN緩沖層、GaN溝道層、隔離層A1N、非摻雜Ala3Gaa7N勢(shì)皇層和帽層GaN ；
[0005]h-BN移除層下方粘貼有開有孔洞的金屬銅襯底，h-BN移除層上生長(zhǎng)AlN緩沖層；接著在AlN緩沖層上面外延生長(zhǎng)GaN溝道層；之后在溝道層GaN上外延生長(zhǎng)隔離層A1N，接著在隔離層AlN上外延生長(zhǎng)非摻雜Ala3Gaa7N勢(shì)皇層和帽層GaN ;帽層上設(shè)有AIGaN/GaNHEMT的柵極、源極和漏極；
[0006]所述的h-BN移除層厚度為3nm ；
[0007]所述的AlN緩沖層厚度為10nm ；
[0008]所述的GaN溝道層厚度為1.9 μ m ;
[0009]所述的AlN隔離層厚度為Inm ；
[0010]所述的Ala3Gaa7N勢(shì)皇層厚度為20nm ；
[0011]所述的GaN帽層厚度為2nm ;
[0012]所述的柵極金屬為Ni或者Au，源極和漏極金屬為鈦、鋁、鎳、金中的一種，所述的源極為一個(gè)圓形結(jié)構(gòu)，直徑50Mm ;柵極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為150和200Mm ;漏極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為250和300Mm。
[0013]有益效果:本實(shí)用新型通過h-BN移除層可以轉(zhuǎn)移器件的襯底，避免腐蝕工藝，使得器件可以生長(zhǎng)在除外延材料質(zhì)量硬度高的藍(lán)寶石襯底上。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為銅襯底的AIGaN/GaN HEMT器件的源極、漏極、柵極俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，一種AIGaN/GaN HEMT壓力傳感器；包括襯底、h_BN移除層、AlN緩沖層、GaN溝道層、隔離層A1N、非摻雜Ala3Gaa7N勢(shì)皇層和帽層GaN ；
[0017]h-BN移除層下方粘貼有開有孔洞的金屬銅襯底，h-BN移除層上生長(zhǎng)AlN緩沖層；接著在AlN緩沖層上面外延生長(zhǎng)GaN溝道層；之后在溝道層GaN上外延生長(zhǎng)隔離層A1N，接著在隔離層AlN上外延生長(zhǎng)非摻雜Ala3Gaa7N勢(shì)皇層和帽層GaN ;帽層上設(shè)有AIGaN/GaNHEMT的柵極、源極和漏極；
[0018]所述的h-BN移除層厚度為3nm ；
[0019]所述的AlN緩沖層厚度為10nm ；
[0020]所述的GaN溝道層厚度為1.9 μ m ;
[0021]所述的AlN隔離層厚度為Inm ；
[0022]所述的Al。.3Ga0.7N勢(shì)皇層厚度為20nm ；
[0023]所述的GaN帽層厚度為2nm ；
[0024]如圖2所示，所述的柵極金屬為Ni或者Au，源極和漏極金屬為鈦、鋁、鎳、金中的一種，所述的源極為一個(gè)圓形結(jié)構(gòu)，直徑50Mm ;柵極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為150和200Mm ;漏極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為250和300Mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種AlGaN/GaN HEMT壓力傳感器；包括襯底、h-BN移除層、AlN緩沖層、GaN溝道層、隔離層A1N、非摻雜Ala3Gaa7N勢(shì)皇層和帽層GaN ； 其特征在于:所述的h-BN移除層下方粘貼有開有孔洞的金屬銅襯底，h-BN移除層上生長(zhǎng)AlN緩沖層；接著在AlN緩沖層上面外延生長(zhǎng)GaN溝道層；之后在溝道層GaN上外延生長(zhǎng)隔離層A1N，接著在隔離層AlN上外延生長(zhǎng)非摻雜Ala3Gaa7N勢(shì)皇層和帽層GaN ;帽層上設(shè)有AlGaN/GaN HEMT的柵極、源極和漏極； 所述的h-BN移除層厚度為3nm ； 所述的AlN緩沖層厚度為10nm ； 所述的GaN溝道層厚度為1.9 μ m ; 所述的AlN隔離層厚度為Inm ； 所述的Ala3Gaa7N勢(shì)皇層厚度為20nm ； 所述的GaN帽層厚度為2nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AlGaN/GaNHEMT壓力傳感器，其特征在于:所述的柵極金屬為Ni或者Au，源極和漏極金屬為鈦、鋁、鎳、金中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AlGaN/GaNHEMT壓力傳感器，其特征在于:所述的源極為一個(gè)圓形結(jié)構(gòu)，直徑50μπι;柵極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為150和200Mm ;漏極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為250和300Mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種AlGaN/GaN HEMT壓力傳感器；包括襯底、h-BN移除層、AlN緩沖層、GaN溝道層、隔離層AlN、非摻雜Al0.3Ga0.7N勢(shì)壘層和帽層GaN；所述的h-BN移除層下方粘貼有開有孔洞的金屬銅襯底，h-BN移除層上生長(zhǎng)AlN緩沖層；接著在AlN緩沖層上面外延生長(zhǎng)GaN溝道層；之后在溝道層GaN上外延生長(zhǎng)隔離層AlN，接著在隔離層AlN上外延生長(zhǎng)非摻雜Al0.3Ga0.7N勢(shì)壘層和帽層GaN；帽層上設(shè)有AlGaN/GaN HEMT的柵極、源極和漏極；本實(shí)用新型通過h-BN移除層可以轉(zhuǎn)移器件的襯底，避免腐蝕工藝，使得器件可以生長(zhǎng)在除外延材料質(zhì)量硬度高的藍(lán)寶石襯底上。
【IPC分類】B81B7-02
【公開號(hào)】CN204607576
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520205686
【發(fā)明人】王凱, 程知群, 董志華, 劉國(guó)華, 周濤, 柯華杰
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月7日