[发明专利]基于碳化硅衬底的半导体结构制备方法及半导体结构

说明书

本发明公开了一种基于碳化硅衬底的半导体结构制备方法，包括：选取碳化硅衬底层；在所述碳化硅衬底层表面上制备(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1‑x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;缓冲层；在所述(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1‑x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;缓冲层表面上制备Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜层。本发明所提供的基于碳化硅衬底的半导体结构制备方法首先在碳化硅衬底层表面形成(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1‑x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;缓冲层，从而减少了由于晶格失配引起的位错缺陷，然后又在(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1‑x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;缓冲层表面形成Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜层，从而提高后续生长的Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜层的结晶度，最终实现了在碳化硅衬底层上制备高结晶的Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜材料的结构。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种碳化硅外延氧化镓薄膜方法及碳化硅外延氧化镓薄膜结构。

背景技术

近年来，作为第三代半导体的Ga₂O₃材料由于其具有较大的禁带宽度，较高的击穿电场强度，较小的导通电阻，受人们的广泛关注，并且是研制功率器件的最佳材料选择。目前可以通过高温等方法制备Ga₂O₃的单晶衬底，并且可以在其上面进行同质外延具有优良的光学性能以及电学性能的Ga₂O₃薄膜，可以用作具有高性能的功率电子器件、紫外光电探测器以及紫外传感器，应用前景比较广泛，然而，由于其较低的热导率，限制了其功率电子器件在高温下的应用。

SiC作为第三代半导体材料，同样具有优异的性能，并且具有较高的热导率，SiC和Ga₂O₃的结合，不仅能够发挥各自的优势，并且可以解决氧化镓低热导率的问题，然而，SiC和Ga₂O₃由于较大的晶格失配导致许多缺陷的存在，限制了其广泛的应用。

因此，解决SiC和Ga₂O₃之间由于晶格失配导致的缺陷问题，在碳化硅衬底上生长高结晶质量的氧化镓薄膜，对未来SiC和Ga₂O₃材料的结合在功率电子器件高温环境下的应用具有较大的意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种碳化硅外延氧化镓薄膜方法及碳化硅外延氧化镓薄膜结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于碳化硅衬底的半导体结构制备方法，包括：

选取碳化硅衬底层；

在所述碳化硅衬底层表面上制备(In_xGa_1-x)₂O₃缓冲层；

在所述(In_xGa_1-x)₂O₃缓冲层表面上制备Ga₂O₃薄膜层。

在本发明的一个实施例中，所述碳化硅衬底层的厚度为300μm～700μm。

在本发明的一个实施例中，在所述碳化硅衬底层表面上制备(In_xGa_1-x)₂O₃缓冲层，包括：