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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开的衬底转移外延生长的HEMT与LED的单片集成方法，利用MOCVD在衬底上生长全结构HEMT之后，经选区刻蚀确定LED区，在特定区域生长n‑GaN，使之与HEMT的异质结相接触；在HEMT区制备源、栅电极后，进行衬底转移+并减薄刻蚀原衬底及部分缓冲层；然后在LED区外延生长多量子阱层和p‑GaN，形成垂直LED结构；最后通过开孔刻蚀的方法引出HEMT的源、栅电极，并在LED区制备p电极，实现HEMT与垂直LED的集成。本发明利用GaNHEMT高频率、高功率的优势，可将原本由电流驱动的LED转变为电压驱动，且内部无需电极互联，减小器件寄生电阻，可用于实现集成化、微型化、稳定的可见光通信系统。

主权项：1.衬底转移外延生长的HEMT与LED的单片集成方法，其特征在于，包括以下步骤：1利用MOCVD技术，在Si衬底上外延生长HEMT全结构；2通过光刻、显影，在选择区域使用ICP刻蚀，直至刻蚀掉预设深度的AlNGaN缓冲层；3利用MOCVD技术，在步骤2所刻蚀的LED区外延生长n-GaN层，使其与HEMT区的AlGaNGaN异质结沟道相接触；4通过光刻、电子束蒸发的方法，在HEMT区沉积源电极，并在指定温度下退火，形成欧姆接触；5在步骤2所划分的HEMT、LED区再次进行光刻与ICP刻蚀，使器件与器件隔离；6通过光刻、电子束蒸发的方法，在步骤5所制备的源电极附近制备肖特基栅电极；7在步骤6所得的芯片表面利用PECVD的方法沉积SiO2钝化层；8将步骤7制备好的Si基外延片与键合Si衬底通过金属键合的方式键合在一起，然后通过机械磨削减薄和化学腐蚀的方式去除外延Si衬底，并通过ICP干法刻蚀的方式，暴露出LED区的n-GaN层；9对步骤8衬底转移暴露的n-GaN上外延生长LED区的多量子阱层和p-GaN层；10对步骤9所制得的芯片进行光刻、ICP处理，暴露出HEMT器件的源、栅电极，采用PECVD的方法生长SiO2钝化层；11对步骤10的基础上重复进行光刻、ICP刻蚀步骤，暴露出源、栅电极；12采用光刻、电子束蒸发的方法蒸镀HEMT结构的源、栅引出电极，制备LED区的P电极，并进行退火处理；步骤3和步骤9中，所述LED区，其外延结构包括在SiO2钝化层上依次设置的1.5-2μm的n-GaN层、100-200nm的多量子阱层、150-200nm的p-GaN层；步骤10和步骤11中，所述ICP刻蚀是对HEMT区的源极和栅极的部分分别进行第一、二次开孔刻蚀；在第一、二次开孔刻蚀中间，使用PECVD生长SiO2钝化层对HEMT器件进行保护，SiO2钝化层厚度为0.5μm。

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