自支撑氮化镓层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种自支撑氮化镓层及其制备方法，其中，制备方法至少包括：提供一衬底；于所述衬底上依次形成第一含镓分解层、分解阻挡层、第二含镓分解层、图形化掩膜层，其中，所述图形化掩膜层具有若干个开口；进行热退火，使所述第一含镓分解层和所述第二含镓分解层部分分解重构，以分别形成内部具有若干个第一孔洞的第一分解重构层和第二分解重构层，以及位于所述开口内的氮化镓晶种层；进行热生长，使所述氮化镓晶种层生长，从而于所述图形化掩膜层上形成氮化镓层；进行降温，使所述氮化镓层从所述衬底上自动剥离，以得到所述自支撑氮化镓层。本发明专利技术对制备工艺要求较低，并能够实现氮化镓层的快速自剥离，能够获得高成品率的自支撑氮化镓层。

Self supporting GaN layer and its preparation method

The invention provides a self-supporting gallium nitride layer and a preparation method thereof, wherein the preparation method includes providing a substrate; the substrate sequentially formed on the first gallium containing decomposition layer, a barrier layer, second gallium containing decomposition decomposition layers, patterned mask layer, wherein the patterned mask layer has a plurality of an opening; heat annealing, the first gallium containing decomposition layer and the second layer decomposition of gallium containing part of decomposition and reconstruction, to form a plurality of first holes inside the first layer and the second decomposition and reconstruction of decomposition and reconstruction layer respectively, and is located in the open mouth of the GaN seed layer; thermal growth. The gallium nitride crystal seed layer, thus gallium nitride layer is formed on the patterned mask layer; cooling the gallium nitride layer from the substrate on the automatic stripping, to get the support from nitrogen Gallium layer. The invention has low requirements for the preparation process, and can realize fast self peeling of the GaN layer, and can obtain the self supporting GaN layer with high yield.

【技术实现步骤摘要】
自支撑氮化镓层及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种自支撑氮化镓层及其制备方法。
技术介绍
第三代半导体材料由于能量禁带一般大于3.0电子伏，又被称为宽禁带半导体。相比于传统的硅基和砷化镓基半导体材料，宽禁带半导体(例如碳化硅、氮化镓、氮化铝及氮化铟等)由于具有特有的禁带范围、优良的光、电学性质和优异的材料性能，能够满足大功率、高温高频和高速半导体器件的工作要求，在汽车及航空工业、医疗、通讯、军事、普通照明及特殊条件下工作的半导体器件等方面具有十分广泛的应用前景。氮化镓作为典型的第三代半导体材料，具有直接带隙宽、热导率高等优异性能而受到广泛关注。氮化镓相较于第一代和第二代半导体材料除了具有更宽的禁带(在室温下其禁带宽度为3.4ev)，可以发射波长较短的蓝光，其还具有高击穿电压、高电子迁移率、化学性质稳定、耐高温及耐腐蚀等特点。因此，氮化镓非常适合用于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件以及蓝、绿光和紫外光电子器件。目前，氮化镓半导体材料的研究和应用已成为全球半导体研究的前沿和热点。然而，目前氮化镓的单晶生长困难、价格昂贵，大规模化的同质外延的生长目前仍没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自支撑氮化镓层的制备方法，其特征在于，所述自支撑氮化镓层的制备方法至少包括如下步骤：提供一衬底；于所述衬底上形成第一含镓分解层；于所述第一含镓分解层上形成分解阻挡层；于所述分解阻挡层上形成第二含镓分解层；于所述第二含镓分解层上形成图形化掩膜层，其中，所述图形化掩膜层具有若干个开口，所述开口暴露出部分所述第二含镓分解层；进行热退火，使所述第一含镓分解层和所述第二含镓分解层部分分解重构，以分别形成内部具有若干个第一孔洞的第一分解重构层和第二分解重构层，同时于所述第二重构分解层上形成位于所述开口内的氮化镓晶种层；进行热生长，使所述氮化镓晶种层生长，从而于所述图形化掩膜层上形成氮化镓层；进行降温，...

【技术特征摘要】
1.一种自支撑氮化镓层的制备方法，其特征在于，所述自支撑氮化镓层的制备方法至少包括如下步骤：提供一衬底；于所述衬底上形成第一含镓分解层；于所述第一含镓分解层上形成分解阻挡层；于所述分解阻挡层上形成第二含镓分解层；于所述第二含镓分解层上形成图形化掩膜层，其中，所述图形化掩膜层具有若干个开口，所述开口暴露出部分所述第二含镓分解层；进行热退火，使所述第一含镓分解层和所述第二含镓分解层部分分解重构，以分别形成内部具有若干个第一孔洞的第一分解重构层和第二分解重构层，同时于所述第二重构分解层上形成位于所述开口内的氮化镓晶种层；进行热生长，使所述氮化镓晶种层生长，从而于所述图形化掩膜层上形成氮化镓层；进行降温，使所述氮化镓层从所述衬底上自动剥离，以得到所述自支撑氮化镓层。2.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓层的制备方法，其特征在于，进行热生长，使所述氮化镓晶种层生长，从而于所述图形化掩膜层上形成氮化镓层，具体方法为：设置热生长条件，进行单层热生长，使所述氮化镓晶种层通过侧向生长在所述图形化掩膜层的上表面聚合并继续生长，以得到氮化镓缓冲层。3.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓层的制备方法，其特征在于，进行热生长，使所述氮化镓晶种层生长，从而于所述图形化掩膜层上形成氮化镓层，具体方法为：设置热生长条件，进行第一层热生长，使所述氮化镓晶种层通过侧向生长在所述图形化掩膜层的上表面聚合，以得到氮化镓缓冲层；调节热生长条件，进行第二层热生长，且第二层热生长的生长速率高于第一层热生长的生长速率，以在所述氮化镓缓冲层上继续生长氮化镓厚膜，从而得到所述氮化镓层。4.根据权利要求2所述的自支撑氮化镓层的制备方法，其特征在于，所述氮化镓缓冲层为低温氮化镓缓冲层、低压氮化镓缓冲层或高五三比氮化镓缓冲层中的一种或两种的叠加；其中，所述低温氮化镓缓冲层的生长温度为900℃～1030℃，所述低压氮化镓缓冲层的生长压力为60torr～600torr，所述高五三比氮化镓缓冲层的五三比为10～200。5.根据权利要求1所述的自支撑氮化镓层的制备方法，其特征在于，进行热生长，使所述氮化镓晶种层生长，从而于所述图形化掩膜层上形成氮化镓层，具体方法为：多次调节热生长条件，进行多层热生长，且后一层热生长的生长速率高于前一层热生长的生长速率，以使所述氮化镓晶种层生长，在所述图形化掩膜层上生长多层氮化镓薄膜，从而得到所述氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓菊，王颖慧，
申请(专利权)人：镓特半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31