[发明专利]基于III族氮化物同质外延的HEMT结构、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种III族氮化物单晶衬底的表面重构方法，其特征在于，包括：

(1)将半绝缘性III族氮化物单晶衬底置入生长腔室，并使所述生长腔室内形成H₂、N₂与NH₃的混合气氛，且将所述生长腔室内的气压、温度分别调整为第一气压、第一温度；

(2)在所述第一气压及第一温度下，向所述生长腔室内输入H₂、N₂和NH₃，并通过改变其中N₂、NH₃的输入量以变换所述生长腔室内的气氛，直至完成对所述III族氮化物单晶衬底的表面重构；

其中，步骤(2)具体包括：

(21)在所述第一气压及第一温度下，向所述生长腔室内同时输入H₂、N₂和NH₃；

(22)在所述第一气压及第一温度下，向所述生长腔室内同时输入H₂和N₂；

(23)在所述第一气压及第一温度下，向所述生长腔室内同时输入H₂和NH₃；

其中，所述第一气压为400-500torr，所述第一温度为1050-1080℃。

2.根据权利要求1所述的III族氮化物单晶衬底的表面重构方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：向置有u型III族氮化物基底的生长腔室内输入III族金属源、氮源和第一掺杂源，从而在所述u型III族氮化物基底上生长形成所述半绝缘性III族氮化物单晶衬底。

3.根据权利要求2所述的III族氮化物单晶衬底的表面重构方法，其特征在于，步骤(1)包括：利用含卤族元素的气体携带所述第一掺杂源进入所述生长腔室。

4.根据权利要求2所述的III族氮化物单晶衬底的表面重构方法，其特征在于，所述第一掺杂源包括Fe或者C源。

5.根据权利要求1所述的III族氮化物单晶衬底的表面重构方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：循环重复步骤(21)-步骤(23)一次以上。

6.根据权利要求1所述的III族氮化物单晶衬底的表面重构方法，其特征在于，步骤(21)中H₂的流量为100-160slm、N₂的流量为50-80slm、NH₃的流量为25-40slm；步骤(22)中H₂的流量为100-160slm、N₂的流量为50-80slm；步骤(23)中H₂的流量为100-160slm、N₂的流量为25-40slm。

7.根据权利要求1所述的III族氮化物单晶衬底的表面重构方法，其特征在于，所述表面重构涉及的所述III族氮化物单晶衬底的表层厚度为200-1000nm。

8.一种III族氮化物单晶衬底的表面修复方法，其特征在于，包括：

S1、采用权利要求1-7中任一项所述的方法对半绝缘性III族氮化物单晶衬底进行表面重构；

S2、在生长腔室内，于第二气压及第二温度下，利用III族金属源、氮源和第二掺杂源在经步骤S1处理的III族氮化物单晶衬底上生长形成平整的绝缘III族氮化物层；

其中，所述第二气压低于第一气压，所述第二温度高于第一温度。

9.根据权利要求8所述的III族氮化物单晶衬底的表面修复方法，其特征在于，步骤S2包括：在生长所述绝缘III族氮化物层的过程中使V/III比在20-40min内从500-1000递增至1000-2000，并使所述第二掺杂源的输入量以1-10μmol/min的增长速度递增至10-100μmol/min。