[发明专利]射频器件的外延结构及其制备方法

说明书

本公开提供了一种射频器件的外延结构及其制备方法，属于半导体技术领域。该射频器件的外延结构包括依次层叠的基板、成核层、第一AlN层、第一GaN层、第二AlN层、AlGaN层和第二GaN层；所述基板包括：衬底和氧化铝膜，氧化铝膜层叠于所述衬底的表面，所述氧化铝膜位于所述衬底和所述成核层之间。本公开能改善射频器件的外延结构生长过程中因衬底受损而影响生长质量的问题，提升外延结构的生长质量。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种射频器件的外延结构及其制备方法。

背景技术

氮化镓材料由于禁带宽度大、迁移率高等优势，被广泛用于电力电子器件、射频器件和光电器件中。射频器件是常见的半导体光电转换器件。其中，最广泛应用的是高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)。

相关技术中，射频器件的外延结构包括依次层叠的硅衬底、成核层和AlGaN/GaN异质结。

然而，衬底上在外延生长过程中，容易受到温度、气体和MO源的影响出现刻蚀损伤，以影响外延生长的AlN和GaN膜层的质量。

发明内容

本公开实施例提供了一种射频器件的外延结构及其制备方法，能改善射频器件的外延结构生长过程中因衬底受损而影响生长质量的问题，提升外延结构的生长质量。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种射频器件的外延结构，所述外延结构包括依次层叠的基板、成核层、第一AlN层、第一GaN层、第二AlN层、AlGaN层和第二GaN层；所述基板包括：衬底和氧化铝膜，所述氧化铝膜层叠于所述衬底的表面，所述氧化铝膜位于所述衬底和所述成核层之间。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述氧化铝膜的厚度为15nm至50nm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述成核层包括分布在所述基板的表面的AlN颗粒，所述成核层中的AlN颗粒的颗粒分布密度为10⁸cm^-2至10⁹cm^-2。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述成核层的AlN颗粒的粒径为50nm至100nm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述成核层的厚度为15nm至80nm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一AlN层的厚度为1μm至2μm，所述第一AlN层的缺陷密度为5×10⁸cm^-2至5×10⁹cm^-2。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一GaN层的厚度为150nm至300nm；所述第二AlN层的厚度为15nm至30nm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述AlGaN层的厚度为15nm至30nm，所述AlGaN层中Al的摩尔含量为0.2至0.35，所述第二GaN层的厚度为3nm至15nm。

本公开实施例提供了一种射频器件的外延结构的制备方法，所述制备方法包括：提供一基板；在所述基板上形成依次形成成核层、第一AlN层、第一GaN层、第二AlN层、AlGaN层和第二GaN层，所述基板包括：衬底和氧化铝膜，氧化铝膜叠于所述衬底的表面，所述氧化铝膜位于所述衬底和所述成核层之间。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述提供一基板包括：对衬底上进行氮化处理；控制生长温度为80℃至150℃，在所述衬底上沉积氧化铝膜；在温度为800℃至1000℃的环境下，对所述衬底进行退火处理，得到所述基板。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：