一种高阻氮化镓及其异质结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻氮化镓及其异质结构的制备方法，在GaN外延生长过程中，利用三族源的管路或者直接向反应室中通入外加碳源，通过控制特定的生长条件，来制备高质量的半绝缘高阻GaN薄膜材料。该方法简单快捷，可控性和稳定性高，在保证GaN材料晶体质量的同时大幅提高了半绝缘高阻GaN中C杂质浓度，进一步在其上制备高质量GaN基异质结构，在界面处形成高浓度的具有高迁移特性的二维电子气。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻氮化镓及其异质结构的制备方法
本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种高阻氮化镓及其异质结构的制备方法。
技术介绍
以III族氮化物为代表的第三代半导体(AlN、GaN和InN及其三元和四元合金)具有高禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子漂移速度以及强极化等优异的性质，特别是基于硅(Si)衬底和碳化硅(SiC)衬底上的AlGaN/GaN异质结构的高迁移率晶体管(HEMT)具有开关速度快、导通电阻低、器件体积小、耐高温、节能等优异特性，使得其在下一代高效节能功率电子器件领域，包括电力电子器件和微波射频功率器件领域具有广泛的应用。由于GaN基功率电子器件常被用于高频、高压和高温的工作环境中，器件的耐压和漏电特性成为了GaN基功率电子器件的最重要的指标之一。采用半绝缘高阻GaN缓冲层可以有效地隔离衬底和器件的有源区，对于减少GaN基功率电子器件的漏电具有重要作用。但是，常规的GaN材料由于背景施主杂质掺杂，通常表现为n型导电，因此不能被直接用作半绝缘高阻GaN缓冲层。为了外延生长获得半绝缘高阻GaN缓冲层，提高器件性能，国际上通常采取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半绝缘高阻GaN薄膜材料的制备方法，在高温低压的生长条件下外延生长GaN薄膜，同时向反应室中通入一定流量的外加碳源，所述外加碳源是在所述生长条件下为气态的碳氢化合物，所述生长条件是温度为900～1100℃，压力为10～200mbar。/n

【技术特征摘要】
1.一种半绝缘高阻GaN薄膜材料的制备方法，在高温低压的生长条件下外延生长GaN薄膜，同时向反应室中通入一定流量的外加碳源，所述外加碳源是在所述生长条件下为气态的碳氢化合物，所述生长条件是温度为900～1100℃，压力为10～200mbar。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用金属有机化合物气相外延、分子束外延、氢化物气相外延中的一种外延生长GaN薄膜。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述外加碳源在载气携带下和三族源混合后再进入反应室中，或者由载气携带直接进入反应室中。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述外加碳源是碳原子数少于等于4的碳氢化合物。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述外加碳源选自甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烷中的一种或多种。


6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，外延生长GaN薄膜时采用三甲基镓为三族源，流量为50～500sccm；采用氨气为五族源，流量为5000～50000sccm；采用丙烷为外加碳源，流量为10～1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学林，沈波，沈剑飞，刘丹烁，蔡子东，杨志坚，王新强，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11