[发明专利]改善硅衬底质量的高电子迁移率晶体管外延片制备方法

说明书

本公开提供了一种改善硅衬底质量的高电子迁移率晶体管外延片制备方法，属于半导体器件技术领域。硅衬底包括硅材料主体与氧化硅涂层，硅材料主体包括相互平行且相反的第一表面与第二表面，第二表面涂覆氧化硅涂层。在第一表面生长外延材料之前先对氧化硅涂层进行过饱和处理，保证氧化硅涂层缺失的部位可以得到填充，保证生长外延材料之前，硅衬底的氧化硅涂层的完整性。硅衬底的氧化硅涂层为完整且厚度均匀的一层材料，则硅衬底整体的厚度以及传热也较为均匀，可以保证在硅衬底上生长的外延材料的均匀生长与反应，降低最终得到的外延片中由氧化硅涂层导致的滑移缺陷，高电子迁移率晶体管的质量可以得到有效提高。

技术领域

本公开涉及到了半导体器件技术领域，特别涉及到一种改善硅衬底质量的高电子迁移率晶体管外延片制备方法。

背景技术

HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)是一种异质结场效应晶体管，其广泛应用于各种电器内。HEMT外延片是制备HEMT器件的基础，HEMT外延片包括衬底与依次层叠在衬底上的AlGaN缓冲层、AlGaN高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层与GaN盖帽层。

HTME器件制造过程中为了提高导电能力、降低衬底部分的压降和能耗，大多选用硅衬底进行外延材料的生长。硅衬底通常包括硅材料主体与氧化硅涂层，硅材料主体包括两个相互平行且相反的第一表面与第二表面。氧化硅涂层覆盖在第二表面上，硅材料主体的第一表面则用于生长外延材料。由于硅衬底的氧化硅涂层的厚度不会过大，且硅衬底在制备与使用移动的过程中，硅衬底的边缘部分的氧化硅涂层或多或少均存在缺失的情况。硅材料主体的边缘的氧化硅涂层的缺失，会导致硅衬底的传热不均，并且使硅衬底上生长的外延材料存在从边缘延伸至外延材料的中心的滑移缺陷，影响最终得到的外延片的晶体质量。

发明内容

本公开实施例提供了一种改善硅衬底质量的高电子迁移率晶体管外延片制备方法，可以减少最终得到的高电子迁移率晶体管内存在的滑移缺陷，有效提高得到的HEMT的质量。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种高电子迁移率晶体管外延片，所述改善硅衬底质量的高电子迁移率晶体管外延片制备方法包括：

提供一硅衬底，所述硅衬底包括硅材料主体与氧化硅涂层，所述硅材料主体包括两个相互平行且相反的第一表面、第二表面以及连接所述第一表面与所述第二表面的侧壁，所述氧化硅涂层覆盖在所述第二表面上；

对所述氧化硅涂层的边缘进行过饱和处理以填充所述氧化硅涂层缺失的部位，所述氧化硅涂层的边缘为所述氧化硅涂层与所述硅材料主体的侧壁相接的部位；

在所述硅材料主体的第一表面上依次生长AlGaN缓冲层、AlGaN高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层与GaN盖帽层。

可选地，所述对所述氧化硅涂层的边缘进行过饱和处理以填充所述氧化硅涂层缺失的部位，包括：

将所述硅衬底放置在金属有机化学气相沉积设备中，并使所述硅衬底的所述第一表面支撑在所述金属有机化学气相沉积设备的衬底凹槽内；

向所述金属有机化学气相沉积设备的反应腔内通入SiH₄与O₂，以对所述氧化硅涂层进行过饱和处理以填充所述氧化硅涂层缺失的部位。

可选地，向所述反应腔内通入50～100sccm的SiH₄与1000～5000sccm的O₂，以对所述氧化硅涂层进行过饱和处理以填充所述氧化硅涂层缺失的部位。

可选地，在压力为5～20mbar的条件下对所述氧化硅涂层进行过饱和处理以填充所述氧化硅涂层缺失的部位。

可选地，在温度为1000～1100℃条件下对所述氧化硅涂层进行过饱和处理以填充所述氧化硅涂层缺失的部位。