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[发明专利]一种高电子迁移率晶体管的外延结构及其制备方法-CN201911056791.9有效
发明人：张志荣;郭艳敏;尹甲运;王波;高楠;房玉龙;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2019-10-31 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： H01L29/20 文献下载
摘要：本发明涉及半导体技术领域，具体公开一种高电子迁移率晶体管外延结构及其制备方法。所述外延结构从下到上依次包括衬底、InxGa1‑xN/GaN多量子阱层、GaN缓冲层和有源区。所述制备方法包括，所述衬底置于反应室内，对所述衬底进行热处理，然后在衬底上依次生长InxGa1‑xN/GaN多量子阱层、GaN缓冲层和有源区，获得完整外延结构。本申请在衬底表面首先生长多量子阱层，多量子阱会捕获杂质形成的载流子，降低进入氮化镓缓冲层的杂质载流子浓度，提高HEMT的迁移率和器件的性能；同时，部分In会逸出表面，使生长表面形成类纳米图形衬底，促使氮化镓侧向外延生长，有利于提高氮化镓外延材料的晶体质量。
一种电子迁移率晶体管外延结构及其制备方法

[发明专利]一种GaN基场效应管外延方法-CN202310080421.9在审
发明人：王波;房玉龙;尹甲运;张志荣;高楠;芦伟立;李佳;陈宏泰;牛晨亮 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2023-02-06 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： H01L21/335 文献下载
摘要：本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种GaN基场效应管外延方法，本发明通过将衬底置于特定温度和压力的生长反应室内，通入镓源和氨气，在衬底上生长第一GaN外延层，改变反应室的温度和压力，通入镓源、氨气和铝源，在第一GaN外延层上生长AlGaN外延层，再次改变反应室的温度和压力，通入镓源和氨气，在AlGaN外延层上生长第二GaN外延层，再次改变反应室的温度和压力，通入镓源、镓源和氨气，在第二GaN外延层上生长第三GaN外延层，其中，AlGaN外延层和第二GaN外延层之间发生自发极化反应，在两层之间产生二维空穴气体，从而能够使得GaN基场效应管与GaN基高电子迁移率晶体管互补，实现单片集成。
一种 gan 场效应外延方法

[发明专利]一种金刚石衬底GaN外延方法-CN202310080393.0在审
发明人：王波;房玉龙;尹甲运;张志荣;高楠;芦伟立;李佳;陈宏泰;牛晨亮 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2023-02-06 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： C30B29/40 文献下载
摘要：本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种金刚石衬底GaN外延方法。本发明通过在金刚石衬底上溅射生长AlN缓冲层，并形成AlN/金刚石模板，将AlN/金刚石模板进行退火处理，在退火后的AlN缓冲层上生长GaN外延层，其中，对AlN/金刚石模板退火得到单晶AlN材料，消除衬底晶向的影响，同时消除衬底带来的晶格失配和热失配，简化了金刚石上GaN的外延生长过程，降低了金刚石衬底上外延GaN的生长难度。
一种金刚石衬底 gan 外延方法

[发明专利]一种GaN HEMT上降低Fe拖尾的方法-CN202310121963.6在审
发明人：王波;房玉龙;尹甲运;张志荣;高楠;芦伟立;李佳;陈宏泰;牛晨亮 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： C23C16/34 文献下载
摘要：本申请适用于半导体衬底材料制备技术领域，提供了一种GaN HEMT上降低Fe拖尾的方法，该GaN HEMT上降低Fe拖尾的方法包括：将衬底置入MOCVD设备的反应室；在衬底上生长故意掺Fe的第一GaN层；在高温条件下，在第一GaN层上生长AlN层；在AlN层上生长非故意掺杂的第二GaN层。本申请在高温条件下生长AlN层，利用AlN层的晶格常数较小的特点，增加后续生长非故意掺杂的GaN层的压应力，阻止Fe通过分凝现象向非故意掺杂的GaN层中掺入，进而有效地改善Fe拖尾的问题。
一种 gan hemt 降低 fe 方法

[发明专利]增强型场效应晶体管-CN201910892871.1有效
发明人：王元刚;冯志红;吕元杰;宋旭波;谭鑫;周幸叶;房玉龙;尹甲运 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2019-09-20 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： H01L29/778 文献下载
摘要：本发明适用于半导体器件技术领域，公开了一种增强型场效应晶体管，增强型场效应晶体管自下而上依次包括衬底、沟道层、势垒层、钝化层和至少一层预设结构；预设结构自下而上依次包括绝缘介质层和场板；沟道层上分列有源电极和漏电极，势垒层上设有栅电极，钝化层位于源电极与栅电极之间以及栅电极与漏电极之间，绝缘介质层覆盖栅电极；在源电极和漏电极之间的沟道层中存在无载流子区和载流子区，在栅电极正下方以外的沟道层中存在无载流子区，且在栅电极正下方的沟道层中存在载流子区；在无载流子区的正上方具有场板。本发明提供的增强型场效应晶体管利用横向能带工程实现增强型器件，并利用场板结构能够提高击穿电压，提高器件的可靠性。
增强场效应晶体管

[发明专利]增强型GaN场效应晶体管及其制造方法-CN201910718621.6有效
发明人：郭艳敏;房玉龙;尹甲运;李佳;王波;张志荣;芦伟立;高楠;王元刚;冯志红;卜爱民;许春良 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2019-08-05 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： H01L21/335 文献下载
摘要：本发明适用于半导体器件技术领域，公开了一种增强型GaN场效应晶体管及其制造方法，增强型GaN场效应晶体管自下而上依次包括衬底、成核层、缓冲层、沟道层、势垒层、复合盖帽层以及源电极、漏电极和栅电极，源电极与栅电极之间以及漏电极与栅电极之间设有钝化层；其中，复合盖帽层包括多层盖帽层，且多层盖帽层中至少一层盖帽层是p型盖帽层；源电极和漏电极分列于沟道层上，栅电极位于p型盖帽层上。本发明无需对源栅间以及栅漏间的区域盖帽层刻蚀，一方面能够避免刻蚀损伤对势垒层的影响，提高器件性能；另一方面能够大大缩小刻蚀面积，降低工艺成本。
增强 gan 场效应晶体管及其制造方法

[发明专利]一种AlN薄膜的制备方法-CN201911376545.1有效
发明人：张志荣;郭艳敏;尹甲运;王波;高楠;房玉龙;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2019-12-27 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明涉及半导体技术领域，具体公开一种AlN薄膜的制备方法。所述制备方法为：将清洗后的衬底放入反应腔内，并对衬底进行热处理；向所述反应腔内通入氮源；将所述反应腔内的温度升至预设的第一温度，并向所述反应腔内通入Al源，以进行AlN层的生长；当达到预设条件时，停止向所述反应腔内通入Al源，并将所述反应腔内的温度降至预设的第二温度，以终止当前AlN层的生长；重复进行N‑1次所述步骤c至所述步骤d的操作，以生长出包括N层AlN层的AlN薄膜，其中，N为大于1的整数。本发明采用重复生长的方法生长AlN薄膜，能够在较低温度生长高质量AlN外延薄膜，具有很宽的工艺窗口。
一种 aln 薄膜制备方法

[发明专利]衬底表面刻蚀方法及半导体器件-CN202210876665.3在审
发明人：王波;房玉龙;尹甲运;张志荣;高楠;芦伟立;李佳;陈宏泰;牛晨亮 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2022-07-25 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： C30B25/18 文献下载
摘要：本发明提供一种衬底表面刻蚀方法及半导体器件。衬底为SiC衬底或Si衬底，该方法包括：将衬底放入MOCVD设备的反应室内；对反应室内的环境条件进行第一次调整，以使反应室满足衬底刻蚀所需的环境条件；向反应室内通入载气，并向反应室内通入CBr4或CCl4，以对衬底进行刻蚀处理。CBr4在一定环境条件下可以分解出Br原子，CCl4在一定环境条件下可以分解出Cl原子，Br原子或Cl原子可以与衬底表面的Si原子发生反应，生成气态的溴化硅或氯化硅，达到刻蚀衬底表面，去除衬底表面的氧化层以及亚损伤层的目的。
衬底表面刻蚀方法半导体器件

[发明专利]图形化氮化铝缓冲层的生长方法及半导体器件-CN202210876233.2在审
发明人：王波;房玉龙;尹甲运;张志荣;高楠;芦伟立;李佳;陈宏泰;牛晨亮 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2022-07-25 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明提供一种图形化氮化铝缓冲层的生长方法及半导体器件。该方法包括：将衬底放入MOCVD设备的反应室内；对反应室内的环境条件进行第一次调整，并向反应室内通入氢气、氮气或氢气和氮气的混合气作为载气，以及向反应室内通入铝源、镓源和氨气，在衬底上生长AlGaN层；持续向反应室内通入载气，停止向反应室内通入铝源和镓源，并对反应室内的环境条件进行第二次调整，对AlGaN层进行刻蚀和重结晶，生成岛状的氮化铝缓冲。本发明通过刻蚀破坏AlGaN层中的Ga‑N键，使得Ga原子从AlGaN层中脱附，并重结晶成图形化的AlN缓冲层材料，使得后续生长氮化物材料变为横向外延，可以减少外延材料的位错和缺陷密度。
图形氮化缓冲生长方法半导体器件

[发明专利]一种氮化镓材料掺杂铁元素的方法-CN201811475672.2有效
发明人： 尹甲运;房玉龙;王波;张志荣;郭艳敏;李佳;芦伟立;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2018-12-04 - 公布日： 2021-12-24 - 主分类号： H01L21/205 文献下载
摘要：本发明公开了一种氮化镓材料掺杂铁元素的方法，包括：在衬底上生长GaN材料，并在生长所述GaN材料时通入铁元素；达到第一预设条件时停止通入所述铁元素，开始通入三甲基铟；达到第二预设条件时结束生长所述GaN材料，并停止通入所述三甲基铟。本发明通过在停止通入所述铁元素时通入三甲基铟，降低表面Fe元素的残留，加速残余Fe元素的解析，从而降低生长Fe掺杂GaN材料时关闭Fe源后GaN材料中的拖尾现象，减小关闭Fe源后Fe元素进入GaN沟道的风险，提高氮化镓器件的击穿电压，提高氮化镓器件的可靠性。
一种氮化材料掺杂元素方法

[发明专利]氮化物材料的制备方法及氮化物半导体器件-CN202110672724.0在审
发明人：郭艳敏;尹甲运;李佳;王波;张志荣;芦伟立;高楠;房玉龙;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2021-06-17 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种氮化物材料的制备方法及氮化物半导体器件，属于半导体材料制备技术领域，所述方法包括以下步骤：在衬底上低温生长含In的氮化物形核层；高温退火刻蚀，含In的氮化物形核层中In脱附，形成均匀分布的氮化物形核层岛；在氮化物形核层岛上生长缓冲层；在缓冲层上生长GaN基材料；在GaN基材料上生长功能层。本发明提供的氮化物材料的制备方法，可以获得均匀分布的氮化物形核层，有利于提高材料晶体质量，此外制备的均匀性更好的氮化物材料，可以提高器件成品率及均一性，该发明尤其适用于4英寸及更大尺寸外延材料制备。
氮化物材料制备方法半导体器件

[发明专利]SiC衬底上GaN基材料的制备方法及半导体器件-CN202110674045.7在审
发明人：郭艳敏;尹甲运;李佳;王波;张志荣;芦伟立;高楠;房玉龙;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2021-06-17 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种SiC衬底上GaN基材料的制备方法及半导体器件，属于半导体材料制备技术领域，包括氮化物外延方法和工艺，在SiC衬底上生长BxAl1‑xN形核层；在BxAl1‑xN形核层上生长AlyGa1‑yN缓冲层；在AlyGa1‑yN缓冲层上生长GaN基材料；在GaN基材料上生长功能层。本发明提供的SiC衬底上GaN基材料的制备方法，在SiC衬底上生长BxAl1‑xN形核层和AlyGa1‑yN缓冲层，可以有效降低SiC衬底和GaN基材料间的晶格失配，提高SiC衬底上GaN基材料的晶体质量，进而提高相关器件的性能。
sic 衬底 gan 基材制备方法半导体器件

[发明专利]用于氮化物外延衬底的原位处理方法及衬底-CN202110677351.6在审
发明人：郭艳敏;尹甲运;李佳;王波;张志荣;芦伟立;高楠;房玉龙;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2021-06-18 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： H01L21/335 文献下载
摘要：本发明适用于氮化物材料制备方法技术领域，提供了一种用于氮化物外延衬底的原位处理方法及衬底。其中处理方法包括：提供一衬底，衬底设于MOCVD反应室内；生长氮化物薄膜：在第一预设温度下，向反应室内通入氢气、MO源和氨气，在衬底的第一表面上生长岛状的氮化物薄膜，当生长的氮化物薄膜达到第一预设厚度时，关闭MO源和氨气；刻蚀氮化物薄膜：在第一预设时间内，将温度升高到第二预设温度，持续通入的氢气对氮化物薄膜的表面进行刻蚀，岛与岛结界处的氮化物分解；循环进行生长氮化物薄膜和刻蚀氮化物薄膜的步骤，形成具有开孔的图形化掩膜层，图形化掩膜层用于生长氮化物外延。本申请提供的氮化物外延材料的生长方法简单，可有效减少位错密度。
用于氮化物外延衬底原位处理方法

[发明专利]用于氮化物外延材料的衬底预处理方法及外延材料-CN202110678123.0在审
发明人：郭艳敏;尹甲运;李佳;王波;张志荣;芦伟立;高楠;房玉龙;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2021-06-18 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明适用于氮化物材料制备方法技术领域，提供了一种用于氮化物外延材料的衬底预处理方法及外延材料。其中，用于氮化物外延材料的衬底预处理方法，在衬底上生长外延材料之前还包括以下步骤：将衬底设置在反应室内、并将衬底升温至700℃‑1600℃；向反应室内通入MO源和载气对衬底表面进行预处理，MO源为三甲基镓、三甲基铟或三乙基镓中的一种或多种；达到预设时间后，停止通入MO源。本申请提供的用于氮化物外延材料的衬底预处理方法，在生长外延材料之前，首先对衬底进行预处理，一方面可清洁衬底，另一方面可在衬底表面形成如自由基、原子、离子等微粒，这些微粒可以改善氮化物外延材料的晶体质量，进而改善器件的功率、频率特性。
用于氮化物外延材料衬底预处理方法

[发明专利]增强型高电子迁移率晶体管的制备方法-CN201810356312.4有效
发明人：房玉龙;郭艳敏;尹甲运;李佳;张志荣;王波;芦伟立;高楠;冯志红 -专利权人：中国电子科技集团公司第十三研究所
申请日： 2018-04-19 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： H01L21/335 文献下载
摘要：本发明适用于半导体技术领域，提供了一种增强型高电子迁移率晶体管的制备方法，该方法包括：在衬底上依次生长缓冲层、沟道层和势垒层；其中，所述缓冲层、所述沟道层和所述势垒层的材料均为III族氮化物，且所述势垒层的材料的极化强度大于所述沟道层的材料的极化强度；在所述势垒层的栅电极区上表面生长p型掺杂的III族氮化物p型层；在氮氧化物气氛中激活所述p型层中的掺杂元素；在所述p型层的上表面形成栅电极；在所述势垒层的源电极区上表面形成源电极，在所述势垒层的漏电极区上表面形成漏电极。本发明能够提高受主杂质的离化率，进而提高p型层的载流子浓度。
增强电子迁移率晶体管制备方法

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