一种用于制作GaNHEMT的横向金刚石/GaN/金刚石衬底及制备方法

技术特征：
1.一种用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：获取两片多晶金刚石，通过抛光将所述多晶金刚石的其中一面抛光成光滑面；获取gan单晶晶片，通过抛光将所述gan单晶晶片的两面均抛光成光滑面，其中，所述gan单晶晶片的光滑面为非极性面；利用低温键合工艺将两片所述多晶金刚石的光滑面分别与所述gan单晶晶片的两个光滑面进行键合，以得到横向多晶金刚石/gan/多晶金刚石衬底。2.根据权利要求1所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底的制备方法，其特征在于，通过抛光将所述多晶金刚石的其中一面抛光成光滑面，包括：通过分别将两片所述多晶金刚石的其中一面抛光至均方根粗糙度为0.5-3.0nm，以形成光滑面。3.根据权利要求1所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底的制备方法，其特征在于，通过抛光将所述gan单晶晶片的两面均抛光成光滑面，包括：通过抛光将所述gan单晶晶片的两面的均方根粗糙度抛光至1nm以下，以使所述gan单晶晶片的两面均形成光滑面。4.根据权利要求1所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底的制备方法，其特征在于，利用低温键合工艺将两片所述多晶金刚石的光滑面分别与所述gan单晶晶片的两个光滑面进行键合，以得到横向多晶金刚石/gan/多晶金刚石衬底，包括：使用cvd工艺，分别在所述gan单晶晶片和所述多晶金刚石的光滑面上淀积sin键合层；控制温度为150℃以下，在气压低于10-5
pa的低真空度下，施加1-100n压力，持续时间为1-10min，以使得所述gan单晶晶片的两个光滑面分别与两个多晶金刚石的光滑面进行键合；在300-500℃温度条件下，对键合处理后的所述gan单晶晶片和所述多晶金刚石进行热退火处理，其中，热退火时间为10-30min；对热退火处理后的所述gan单晶晶片和所述多晶金刚石进行纵向切片和机械抛光处理，以得到横向多晶金刚石/gan/多晶金刚石衬底。5.根据权利要求4所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底的制备方法，其特征在于，对热退火处理后的所述gan单晶晶片和所述多晶金刚石进行纵向切片和机械抛光处理，以得到横向多晶金刚石/gan/多晶金刚石衬底，包括：使用激光切割工艺对热退火处理后的所述gan单晶晶片和所述多晶金刚石进行纵向切片，以得到若干切片，其中，切片厚度为1-10mm；将所述切片的单面或双面机械抛光至镜面，以得到横向多晶金刚石/gan/多晶金刚石衬底。6.一种用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底，其特征在于，所述衬底利用权利要求1至5任一项所述制备方法制备形成，所述器件包括：gan单晶晶片、两片多晶金刚石和两片sin键合层，所述多晶金刚石、所述sin键合层、所述gan单晶晶片、所述sin键合层和所述多晶金刚石自左向右依次排布。7.根据权利要求6所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底，其特征在于，所述多晶金刚石的横向尺寸为0.5-5mm。
8.根据权利要求6所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底，其特征在于，所述gan单晶晶片的横向尺寸为10-30mm。9.根据权利要求6所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底，其特征在于，所述sin键合层的横向尺寸为40-200nm。10.根据权利要求6所述的用于制作gan hemt的横向金刚石/gan/金刚石衬底，其特征在于，所述多晶金刚石、所述sin键合层、所述gan单晶晶片、所述sin键合层和所述多晶金刚石所形成的衬底厚度为1-10mm。

技术总结
本发明涉及一种用于制作GaN HEMT的横向金刚石/GaN/金刚石衬底及制备方法，方法包括：获取两片多晶金刚石，通过抛光将多晶金刚石的其中一面抛光成光滑面；获取GaN单晶晶片，通过抛光将GaN单晶晶片的两面均抛光成光滑面，其中，GaN单晶晶片的光滑面为非极性面；利用低温键合工艺将两片多晶金刚石的光滑面分别与GaN单晶晶片的两个光滑面进行键合，以得到横向多晶金刚石/GaN/多晶金刚石衬底。本发明改善了传统GaN外延衬底的散热能力，并能提高外延GaN的质量，并进一步提高了器件的工作寿命和稳定性，从而为器件在大功率下的工作奠定了基础，可用于制作高频、大功率GaN基HEMT器件。大功率GaN基HEMT器件。大功率GaN基HEMT器件。


技术研发人员：许晟瑞 王心颢 贠博祥 卢灏 刘旭 徐爽 张进成 张金风 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/4/15