本發(fā)明屬于半導體制造領域，涉及一種功率半導體器件的襯底轉移方法。

背景技術：

隨著硅基CMOS尺寸不斷縮小，其頻率性能也不斷提高，當預計特征尺寸達到25nm時，其頻率可達490GHz。但硅材料的Johnson優(yōu)值僅為0.5THzV,尺寸的縮小導致硅基CMOS器件的擊穿電壓將遠小于1V，這極大地限制了硅基芯片在超高速數(shù)字領域的應用。近年來，人們不斷地尋找其替代品，由于寬禁帶半導體氮化鎵(GaN)材料具有超高的Johnson優(yōu)值(5THzV),其器件溝道尺寸達到10nm量級時，擊穿電壓仍能保持10V左右，已逐漸的引起了國內外廣泛的重視。GaN功率器件在要求高轉換效率和精確閾值控制、寬帶、大動態(tài)范圍的電路數(shù)字電子領域具有廣闊和特殊的應用前景，支持國防通信、機載和空間系統(tǒng)。

在多種的GaN功率器件中，硅襯底GaN功率器件由于超低的成本優(yōu)勢以及與硅基CMOS的無縫集成，引起了國內外廣泛的關注，其中多個公司已經將硅基GaN產品實用化。但是，硅襯底GaN功率器件仍然遭遇到瓶頸問題：大功率硅基GaN射頻器件性能隨著操作溫度的升高，電子遷移率的不斷下降，從而影響器件截止頻率，并導致GaN設備的可靠性的退化。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種功率半導體器件的襯底轉移方法，能夠通過特殊的晶圓級鍵合技術，將設置在硅襯底上的功率半導體器件轉移至石英襯底上，以解決硅襯底GaN功率器件在大電流、大電壓應用時功耗極大增加，以及隨著溫度的升高硅基GaN功率器件可靠性退化的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種功率半導體器件的襯底轉移方法，包括如下步驟：

S1：在原有功率半導體器件的上表面涂覆保護層，并固化所述保護層；

S2：在固化后的保護層上涂覆第一光刻膠層，采用晶圓級鍵合技術將所述第一光刻膠層鍵合到藍寶石載片上；

S3：去除原有功率半導體器件的硅襯底；

S4：在原硅襯底處涂覆第二光刻膠層，采用晶圓級鍵合技術將所述第二光刻膠層鍵合到石英襯底上，并固化所述第二光刻膠層；

S5：將功率半導體器件從藍寶石載片上剝離，并去除所述保護層和第一光刻膠層。

優(yōu)選地，保護層為聚酰亞胺。

優(yōu)選地，步驟S1中固化保護層的方法為：將上表面涂覆保護層的功率半導體器件放入真空烘箱中進行烘烤，烘烤的溫度為250-350℃。

優(yōu)選地，步驟S3采用氫氟酸濕法腐蝕方法去除硅襯底。

優(yōu)選地，步驟S4中固化第二光刻膠層的方法為：對第二光刻膠層進行紫外光曝光，將曝光后的第二光刻膠層進行烘烤，烘烤溫度為100-200℃，烘烤時間為20-40min。

優(yōu)選地，步驟S5中剝離藍寶石載片采用熱板烘烤技術，烘烤溫度為100-200℃。

優(yōu)選地，步驟S5中采用濕法刻蝕方式去除器件表面的第二光刻膠層。

區(qū)別于現(xiàn)有技術的情況，本發(fā)明的有益效果是：

(1)通過特殊的晶圓級鍵合技術，將設置在硅襯底上的GaN功率半導體器件轉移至石英襯底上，該方法簡單易行，可在同行業(yè)中進行推廣；

(2)高絕緣的石英襯底可以有效的幫助GaN功率半導體器件提高擊穿電壓，提升器件的最大輸出功率，同時增強器件的可靠性；另外，也可減小有源器件到襯底之間前的高頻寄生參量，有效的提高GaN器件射頻性能；

(3)該方法操作簡單，可推動GaN器件在下一代毫米波雷達收發(fā)組件(T/R)組件以及復雜宇航級領域的應用，具有明顯的創(chuàng)新性和研究價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

提供一種功率半導體器件的襯底轉移方法，如圖1-2所示，包括如下步驟：

S1：在原有功率半導體器件的上表面涂覆保護層，并固化保護層；

進一步地，固化保護層的方法為：將上表面涂覆保護層的功率半導體器件放入真空烘箱中進行烘烤，烘烤的溫度為250-350℃，優(yōu)選為300℃。該保護層可對器件有源區(qū)進行有效保護。

進一步地，此處的保護層為聚酰亞胺。

S2：在固化后的保護層上涂覆第一光刻膠層，采用晶圓級鍵合技術將所述第一光刻膠層鍵合到藍寶石載片上。

S3：去除原有功率半導體器件的硅襯底；

進一步地，采用的圖形化硅襯底的GaN器件，在去除硅襯底的時候更能有效的避免開裂；

進一步地，采用氫氟酸濕法腐蝕方法去除硅襯底，采用氫氟酸(HF)、濃硝酸(HNO₃)、醋酸(CH₃COOH)的混合水溶液與單晶硅襯底進行反應，并密切控制應力，確保器件有源區(qū)沒有裂痕。

S4：在原硅襯底處涂覆第二光刻膠層，采用晶圓級鍵合技術將所述第二光刻膠層鍵合到石英襯底上，并固化所述第二光刻膠層；

進一步地，固化第二光刻膠層的方法為：對第二光刻膠層進行紫外光曝光，將曝光后的第二光刻膠層進行烘烤，烘烤溫度為100-200℃，優(yōu)選為150℃，烘烤時間為20-40min，優(yōu)選30min。

S5：將功率半導體器件從藍寶石載片上剝離，并去除所述保護層和第一光刻膠層。

進一步地，剝離藍寶石載片可采用熱板烘烤技術，烘烤溫度為100-200℃，優(yōu)選為150℃。也可采用激光剝離技術。

進一步地，采用濕法刻蝕方式去除器件表面的第二光刻膠層。

進一步地，采用聚酰亞胺專用去除液去除保護層。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。