[发明专利]p型Ⅲ族氮化物材料的制备方法

说明书

本发明适用于半导体技术领域，提供了一种p型Ⅲ族氮化物材料的制备方法。该方法包括：在衬底上生长非掺杂Ⅲ族氮化物外延层；在所述非掺杂Ⅲ族氮化物外延层的上表面生长p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层；在氮氧化物气氛中激活所述p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层中的掺杂元素。本发明能够提高p型Ⅲ族氮化物材料载流子浓度和导电性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种p型Ⅲ族氮化物材料的制备方法。

背景技术

Ⅲ族氮化物是新一代半导体材料的代表，在光电子器件和电力电子器件中极具应用前景，能够应用于电导探测器、肖特基光探测器、金属-半导体场效应晶体管、太阳能肖特基光电管和高电子迁移率晶体管等多种器件中。p型Ⅲ族氮化物材料由于存在受主杂质的钝化效应与自补偿效应，载流子浓度很低，导致p型Ⅲ族氮化物材料的导电性很差，严重制约了氮化物材料及器件的应用与发展。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种p型Ⅲ族氮化物材料的制备方法，以解决现有技术中p型Ⅲ族氮化物材料导电性差的问题。

本发明实施例提供了一种p型Ⅲ族氮化物材料的制备方法，包括：

在衬底上生长非掺杂Ⅲ族氮化物外延层；

在所述非掺杂Ⅲ族氮化物外延层的上表面生长p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层；

在氮氧化物气氛中激活所述p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层中的掺杂元素。

可选的，所述在氮氧化物气氛中激活所述p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层中的掺杂元素，包括：

在氮氧化物气氛中对生长p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层后的衬底进行等离子体处理，激活所述p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层中的掺杂元素。

进一步的，所述等离子体处理的处理温度为零下100摄氏度至2000摄氏度，所述等离子体处理的处理时间为1秒至72小时。

可选的，所述在氮氧化物气氛中激活所述p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层中的掺杂元素，包括：

在氮氧化物气氛中对生长p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层后的衬底进行退火处理，激活所述p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层中的掺杂元素。

进一步的，所述退火处理的处理温度为100摄氏度至2000摄氏度，所述退火处理的处理时间为1秒至72小时。

可选的，所述氮氧化物为NO_x，其中，x大于0且小于100。

可选的，所述氮氧化物为NO_x与O₂、N₂、Ar、Air、NH₃、Cl₂、HCl、CO和CO₂中的一种或多种的混合物，其中，x大于0且小于100。

可选的，所述掺杂元素包括锂、铍、铬、汞、锌、镁、碳和/或硅。

可选的，所述衬底为碳化硅衬底、硅衬底、蓝宝石衬底、氮化铝衬底、氮化镓衬底、金刚石衬底或氧化镓衬底。

可选的，所述Ⅲ族氮化物为氮化镓、铝镓氮、氮化铟、铟铝氮、铟镓氮、氮化硼、硼铝氮、硼铟氮、硼镓氮、铟铝镓氮、硼铝镓氮、硼铟镓氮或硼铟铝氮。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过在衬底上生长非掺杂Ⅲ族氮化物外延层，在非掺杂Ⅲ族氮化物外延层的上表面生长p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层，在氮氧化物气氛中激活p型掺杂的Ⅲ族氮化物外延层中的掺杂元素，由于氮氧化物在激活处理过程中能够分解除N和O，分解出的N能够降低受主杂质的自补偿效应，分解出的O能够减弱钝化效应，从而能够提高受主杂质的离化率，进而提高p型Ⅲ族氮化物材料载流子浓度和导电性。

附图说明