[发明专利]一种氮化镓材料的外延结构及制备方法有效
| 申请号： | 202010860276.2 | 申请日： | 2020-08-25 |
| 公开（公告）号： | CN111739791B | 公开（公告）日： | 2020-12-18 |
| 发明（设计）人： | 冯欢欢;唐军;周长健;潘尧波 | 申请（专利权）人： | 中电化合物半导体有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/02 | 分类号： | H01L21/02;H01L29/20;H01L29/205 |
| 代理公司： | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人： | 苗晓娟 |
| 地址： | 315336 浙江省宁波市杭*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 氮化 材料 外延 结构 制备 方法 | ||
1.一种氮化镓外延层的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
提供一碳化硅衬底，并对所述碳化硅衬底进行表面处理；
在所述碳化硅衬底上生长铝涂层；
在所述铝涂层上生长AlxGa1-xN缓冲层，其中AlxGa1-xN中x为0.2～0.3；
在所述AlxGa1-xN缓冲层上生长氮化镓外延层；
在所述碳化硅衬底上生长铝涂层包括提供铝源三甲基铝，其中三甲基铝的流量为30sccm，时间为10～30s，控制生长温度为1010～1050℃，生长压力为50～80mbar；
形成的所述铝涂层的厚度为0.5～1.5nm；
在所述铝涂层上生长AlxGa1-xN缓冲层包括，提供镓源三甲基镓、铝源三甲基铝和氮源氨气，其中三甲基镓流量130sccm，三甲基铝流量为350～400sccm，生长过程中Ⅴ/Ⅲ摩尔比为200～270，控制生长温度为1010～1050℃，控制生长压力为45～65mbar；
形成的所述AlxGa1-xN缓冲层的厚度为70～100nm；
在所述AlxGa1-xN缓冲层上生长氮化镓外延层包括，
第一生长阶段，控制生长温度为1000～1050℃，生长压力为70～150mbar；及
第二生长阶段，控制生长温度为1020～1070℃，生长压力为150～250mbar；
所述第一生长阶段形成的氮化镓外延层厚度为200～300nm，所述第二生长阶段形成的氮化镓外延层厚度为1.5～2μm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述碳化硅衬底进行表面处理包括将所述碳化硅衬底在氢气气氛下进行退火处理，其中，所述退火处理的温度为1020～1070℃，压力为100～200mbar，氢气流量为130～160L/min，时间为5～10min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述AlxGa1-xN缓冲层上生长氮化镓外延层包括，提供镓源三甲基镓及氮源氨气，其中所述三甲基镓流量为200～300sccm，生长过程中Ⅴ/Ⅲ摩尔比为700～1200。
4.一种根据权利要求1至3任一所述的制备方法制备的外延结构，其特征在于，包括：
碳化硅衬底；
铝涂层，位于所述碳化硅衬底上；
AlxGa1-xN缓冲层，位于所述铝涂层上，其中，AlxGa1-xN中的x为0.2～0.3；及
氮化镓外延层，位于所述AlxGa1-xN缓冲层上。
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