[发明专利]P型氮化物外延结构的制备方法、外延结构及半导体器件

权利要求书

1.一种P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

提供衬底；

在衬底上依次生长U型氮化物层、轻掺P型氮化物层和采用delta掺杂法生长的高掺P型氮化物层；

在腔内进行退火；

其中，所述高掺P型氮化物层呈周期性生长，其每个周期生长包括以下步骤：

通入N源和三族金属源，并加入表面活化剂，形成非掺氮化物层；

切断三族金属源和表面活化剂，进行N源吹扫；

通入掺杂源，所述掺杂源的掺杂元素包括Mg和Cu，Mg元素为主要掺杂元素，Cu元素为辅助掺杂元素。

2.如权利要求1所述的P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述U型氮化物层的生长包括步骤：在所述衬底上依次生长非掺氮化物缓冲层和非掺氮化物底层，其中，所述非掺氮化物缓冲层的生长厚度小于所述非掺氮化物底层的生长厚度。

3.如权利要求1所述的P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述轻掺P型氮化物层的生长压力小于高掺P型氮化物层，其生长厚度大于高掺P型氮化物层，所述轻掺P型氮化物层中Mg掺杂浓度为所述高掺P型氮化物层中Mg掺杂浓度的三分之一。

4.如权利要求2所述的P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述非掺氮化物缓冲层的生长厚度为20-50nm，所述非掺氮化物底层的生长厚度为2-5μm；所述轻掺P型氮化物层的生长压力为100-200Torr，其生长厚度为2-5μm；所述高掺P型氮化物层的生长厚度为0.5-2μm，生长压力为400-600Torr，生长温度为1000-1100℃，生长周期为200-300个。

5.如权利要求1所述的P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：N源吹扫时间小于通入掺杂源时间，通入掺杂源时间小于通入三族金属源时间。

6.如权利要求1所述的P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：加入表面活化剂的摩尔量小于通入所述三族金属源的摩尔量；通入掺杂源中Cu的掺杂浓度小于Mg的掺杂浓度。

7.如权利要求5或6所述的P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述表面活化剂为In，所述三族金属源和表面活化剂通入的摩尔比为5％-30％；通入三族金属源和加入表面活化剂的时间为10-30秒，N源吹扫时间为2-5秒，通入掺杂源时间为5-10秒；所述掺杂源掺入Mg的掺杂浓度为1E20cm^-3-3E20cm^-3，且其掺入的Cu与Mg的比例为1:500-1:1200。

8.如权利要求1所述的P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述N源为NH₃，所述三族金属源为TMGa源或TEGa源，所述表面活化剂为通入TMIn，所述掺杂源包括Mg源和Cu源，所述Mg源为Cp2Mg，所述Cu源为DMZ源或DEZ源。

9.一种P型氮化物外延结构，其特征在于：采用如权利要求1-8中任一项所述的P型氮化物外延结构的制备方法进行制备，所述P型氮化物外延结构的载流子浓度为1E18cm^-3-5E18cm^-3，(002)XRD摇摆曲线半峰宽小于300arcsec，(102)XRD摇摆曲线半峰宽小于400arcsec。

10.一种半导体器件，其特征在于：包括如权利要求9所述的一种P型氮化物外延结构。