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申请/专利权人：西安电子科技大学
申请日：2024-02-01
公开（公告）日：2024-06-11
公开（公告）号：CN118173438A
主分类号：H01L21/265
分类号：H01L21/265;H01L21/02;C30B25/18;C30B29/40
优先权：
专利状态码：在审-公开
法律状态：2024.06.11#公开
摘要：本发明公开了一种基于具有介质缓冲层保护Si衬底的GaN材料制备方法。主要解决现有技术进行离子注入会对Si衬底造成较大晶格损伤及GaN异质外延存在位错密度较高的问题。其实现方案是：在清洗后的Si111衬底上沉积一层Si3N4缓冲层；在该缓冲层上进行离子注入，使衬底表面形成注入坑阵列；再去除Si3N4缓冲层及衬底表面残留离子；最后依次进行LT‑AlN成核层、HT‑AlN层、AlGaN缓冲层、GaN外延层的外延生长，完成材料制备。本发明通过Si3N4缓冲层及Si衬底表面的注入坑，能降低Si衬底的表面损伤，减小材料的位错密度，提升GaN外延层质量，可用于制备高性能的GaN基电力电子器件及光电器件。
主权项：1.一种基于具有介质缓冲层保护Si衬底的GaN材料制备方法，所述Si衬底的GaN材料，自下而上包括：Si111衬底、LT-AlN成核层、HT-AlN层、AlGaN缓冲层、GaN外延层，其特征在于，制作步骤包括如下：1选用Si111衬底进行清洗和烘干；2采用MOCVD工艺在清洗后的Si111衬底上沉积厚度为90-110nm的Si3N4缓冲层；3在Si3N4缓冲层上采用离子注入法，选用原子半径比Si小的元素作为注入源，注入剂量为1×1010-1×1012cm-2，注入能量为20keV，以偏离表面法线7°的入射角，将离子经过Si3N4层的缓冲注入到Si衬底中，在衬底表面形成微型注入坑阵列；4使用浓度为85％的热磷酸溶液去除Si3N4缓冲层，并用浓度为49％的稀HF溶液去除残留物；5在注入了离子的Si111衬底上，采用MOCVD工艺，生长厚度为40-60nm的LT-AlN成核层；6在LT-AlN成核层上，采用MOCVD工艺，生长厚度为160-200nm的HT-AlN层；7在HT-AlN成核层上，采用MOCVD工艺，生长厚度为400-440nm的AlGaN缓冲层；8在AlGaN缓冲层上，采用MOCVD工艺，生长厚度为1200-1400nm的GaN外延层，完成材料制备。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 西安电子科技大学 基于具有介质缓冲层保护Si衬底的GaN材料制备方法
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