【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體領域，具體涉及一種混合型異質集成電路的集成結構及其制備方法。
技術介紹
1、功率半導體材料如si、gan、sic都具有其不同的優勢和劣勢。其中si更成熟，但是禁帶寬度相對較短，作為功率器件性能值較高。而gan?hemt器件具有優良的二維電子氣濃度和較高的遷移率，但是當電壓等級過高時，其垂直方向襯底耐壓能力有限，同時由于需要與電壓等級相匹配的外延厚度，其外延生長成本也會增加。sic?mosfet器件具有優良的導熱和耐壓特點，但由于其柵氧界面存在較多缺陷，因此溝道遷移率低，導致其電阻變大。因此需要一種充分融合不同材料的優勢的新型功率器件結構。由于水平器件具備天然的水平集成的優勢，因此傳統集成電路的基本器件為水平結構，如bcd工藝中的ldmos和cmos。然而，這種集成電路具有元件之間分散、面積大、傳輸效率低等問題。因此，傳統水平電路開始逐漸向垂直或3d電路發展，以實現更高集成密度的電路結構。傳統的垂直集成方式是通過將兩種功能材料進行疊加，兩者之間通過硅過孔(tsv)形成垂直方向的互聯。但由于受限于tsv的深寬比的要求，常常無法保證連接端口尺寸大小，限制了節距進一步地縮小。
技術實現思路
1、鑒于此，本專利技術提供了一種混合型異質集成電路的集成結構及其制備方法，先分別制備出gan?hemt器件和sic?jfet器件，再將gan?hemt器件和sic?jfet器件進行鍵合連接，縮小了節距，提高了集成電路連接密度。
2、為達到上述目的，本專利技術采用以下技術方
3、首先，本專利技術提供了一種混合型異質集成電路的集成結構的制備方法，包括以下步驟：
4、s1、制備gan?hemt器件，所述gan?hemt器件包括第一襯底、緩沖層、gan溝道、第一柵極、第一源極、第一漏極以及屏障層，其中，所述第一襯底、緩沖層、gan溝道以及屏障層依次疊設，所述第一柵極位于所述屏障層遠離所述gan溝道的一側，所述第一源極與第一漏極的一端位于所述屏障層遠離所述gan溝道的一側，另一端與所述gan溝道相連；
5、s2、制備sic?jfet器件，所述sic?jfet器件包括第二襯底、sic溝道、n-epi層、第二源極以及第二漏極，所述第二襯底、sic溝道、n-epi層依次疊設，所述n-epi層遠離所述sic溝道的一側設有p型摻雜區域以及n型摻雜區域，所述第二漏極和所述第二源極位于所述n-epi層遠離所述sic溝道的一側，所述第二漏極與所述n型摻雜區域相連，所述第二源極與所述p型摻雜區域相連；
6、s3、所述gan?hemt器件的第一漏極以及第一源極分別與所述sic?jfet器件的第二漏極以及第二源極對應鍵合連接，獲得混合型異質集成電路的集成結構。
7、優選地，在步驟s1中，所述gan?hemt器件的第一源極和第一漏極的另一端均位于所述緩沖層靠近所述第一襯底的一側。
8、優選地，在步驟s3中，鍵合連接的具體步驟為，將所述第一襯底移除，所述第一源極和第一漏極位于所述緩沖層靠近所述第一襯底的端部分別與所述sic?jfet器件的第二源極以及第二漏極對應鍵合連接。
9、優選地，在步驟s3中，鍵合連接的具體步驟為，將所述gan?hemt器件旋轉至所述屏障層靠近所述sic?jfet器件的n-epi層，然后將所述第一源極和第一漏極分別與所述第二源極以及第二漏極對應鍵合連接。
10、優選地，所述鍵合連接為焊料凸點鍵合或混合鍵合。
11、優選地，所述第一源極的數量為兩個，所述第二源極的數量為兩個，兩個所述第一源極和兩個所述第二源極一一對應鍵合。
12、優選地，所述第一漏極的數量為一個，兩個所述第一柵極夾設在所述第一漏極的外側；所述第二漏極的數量為一個，兩個所述第二柵極夾設在所述第二漏極的外側。
13、優選地，所述gan?hemt器件還包括載流層，所述載流層位于所述屏障層遠離所述gan溝道的一側。
14、優選地，所述第一襯底的材料包括si或sic中的至少一種。
15、其次，本專利技術提供了一種混合型異質集成電路的集成結構，所述的集成結構采用所述的制作方法制備得到。
16、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
17、(1)本專利技術先分別制備出gan?hemt器件和sic?jfet器件，再將gan?hemt器件和sicjfet器件進行鍵合連接，縮小了節距，提高了集成電路連接密度。
18、(2)本專利技術先分別制備出gan?hemt器件和sic?jfet器件，再將gan?hemt器件和sicjfet器件進行鍵合連接，避免了出現歐姆接觸溫度不匹配問題。
19、(3)本專利技術gan?hemt器件和sic?jfet器件之間通過金屬之間形成鍵合或者通過介質-金屬混合界面形成混合鍵合，接觸電阻低，互聯密度高，可靠性高。并且gan?hemt器件和sic?jfet器件之間電氣連接距離短，寄生小，能夠實現快速的開關響應速度。
20、(4)本專利技術當gan?hemt器件中的所述第一源極以及所述第一漏極后端寄生小的時候，通過倒裝工藝將所述gan?hemt器件旋轉至所述屏障層靠近所述sic?jfet器件的n-epi層，然后將所述第一源極和第一漏極分別與所述第二源極以及第二漏極對應鍵合連接。不需再進行復雜的tgv通孔工藝，操作簡單快捷。同時采用此種方式制備的gan?hemt器件質量相對直接外延法較高，可以實現低導通電阻下的快速開關。
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1.一種混合型異質集成電路的集成結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S1中，所述GaN?HEMT器件的第一源極和第一漏極的另一端均位于所述緩沖層靠近所述第一襯底的一側。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟S3中，鍵合連接的具體步驟為，將所述第一襯底移除，所述第一源極和第一漏極位于所述緩沖層靠近所述第一襯底的端部分別與所述SiC?JFET器件的第二源極以及第二漏極對應鍵合連接。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S3中，鍵合連接的具體步驟為，將所述GaN?HEMT器件旋轉至所述屏障層靠近所述SiC?JFET器件的n-EPI層，然后將所述第一源極和第一漏極分別與所述第二源極以及第二漏極對應鍵合連接。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述鍵合連接為焊料凸點鍵合或混合鍵合。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一源極的數量為兩個，所述第二源極的數量為兩個，兩個所述第一源極和兩個所述第二源極一一對應鍵合。
7.根據
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述GaN?HEMT器件還包括載流層，所述載流層位于所述屏障層遠離所述GaN溝道的一側。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一襯底的材料包括Si或SiC中的至少一種。
10.一種混合型異質集成電路的集成結構，其特征在于，所述的集成結構采用權利要求1-9任一項所述的制作方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種混合型異質集成電路的集成結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟s1中，所述gan?hemt器件的第一源極和第一漏極的另一端均位于所述緩沖層靠近所述第一襯底的一側。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟s3中，鍵合連接的具體步驟為，將所述第一襯底移除，所述第一源極和第一漏極位于所述緩沖層靠近所述第一襯底的端部分別與所述sic?jfet器件的第二源極以及第二漏極對應鍵合連接。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟s3中，鍵合連接的具體步驟為，將所述gan?hemt器件旋轉至所述屏障層靠近所述sic?jfet器件的n-epi層，然后將所述第一源極和第一漏極分別與所述第二源極以及第二漏極對應鍵合連接。
5.根據權利要求4所述的方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葛曉明，盧雙贊，李思超，沈曉安，張潔瓊，程濤，
申請(專利權)人：湖北九峰山實驗室，
類型：發明
國別省市：
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