通过扩散来在氮化镓材料中形成掺杂区的方法及系统技术方案

一种通过扩散来在氮化镓材料中形成掺杂区的方法，包括：提供包括氮化镓层的衬底结构以及在所述氮化镓层上形成掩模。所述掩模暴露所述氮化镓层的顶表面的一个或多个部分。该方法还包括：在所述氮化镓层的所述顶表面的所述一个或多个部分上沉积含镁氮化镓层，并且在沉积所述含镁氮化镓层的同时，通过使镁穿过所述一个或多个部分扩散到所述氮化镓层中来在所述氮化镓层中形成一个或多个镁掺杂区。所述含镁氮化镓层提供镁掺杂剂源。该方法还包括去除所述含镁氮化镓层以及除所述掩模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过扩散来在氮化镓材料中形成掺杂区的方法及系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月12日提交的第62/629,588号的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请所公开的内容通过引用以其整体并入本文，以用于所有目的。专利技术背景氮化镓基半导体器件，例如p-n型二极管、p-i-n型二极管、肖特基二极管、高电子迁移率晶体管(HEMT)，可以应用到各种功率系统，例如太阳能逆变器、小型电源(例如功率因数校正电路或PFC)、开关模式电源(SMPS)、电机驱动器、RF功率放大器、固态照明(SSL)、智能电网和汽车电机驱动系统。因此，本领域中需要与形成氮化镓基半导体器件有关的改进的方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及半导体材料。更具体地，由本专利技术的实施例提供与将掺杂剂扩散到氮化镓材料中相关的方法和系统。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种通过扩散来在氮化镓材料中形成掺杂区的方法。该方法包括：提供包括氮化镓层的衬底结构以及在所述氮化镓层上形成掩模。所述掩模暴露所述氮化镓层的顶表面的一个或多个部分。该方法还包括：在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过扩散来在氮化镓材料中形成掺杂区的方法，所述方法包括：/n提供包括氮化镓层的衬底结构；/n在所述氮化镓层上形成掩模，所述掩模暴露所述氮化镓层的顶表面的一个或多个部分；/n在所述氮化镓层的所述顶表面的所述一个或多个部分上沉积含镁氮化镓层；/n在沉积所述含镁氮化镓层的同时，通过使镁穿过所述一个或多个部分扩散到所述氮化镓层中来在所述氮化镓层中形成一个或多个镁掺杂区，其中所述含镁氮化镓层提供镁掺杂剂源；/n去除所述含镁氮化镓层；以及/n去除所述掩模。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180212 US 62/629,5881.一种通过扩散来在氮化镓材料中形成掺杂区的方法，所述方法包括：
提供包括氮化镓层的衬底结构；
在所述氮化镓层上形成掩模，所述掩模暴露所述氮化镓层的顶表面的一个或多个部分；
在所述氮化镓层的所述顶表面的所述一个或多个部分上沉积含镁氮化镓层；
在沉积所述含镁氮化镓层的同时，通过使镁穿过所述一个或多个部分扩散到所述氮化镓层中来在所述氮化镓层中形成一个或多个镁掺杂区，其中所述含镁氮化镓层提供镁掺杂剂源；
去除所述含镁氮化镓层；以及
去除所述掩模。


2.如权利要求1所述的方法，其中，沉积所述含镁氮化镓层是在薄膜沉积室中执行的。


3.如权利要求1所述的方法，其中，沉积所述含镁氮化镓层是在约900℃至约1100℃的温度范围内进行的。


4.如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁氮化镓层具有范围在约1×1019cm-3至约1×1020cm-3的镁密度。


5.如权利要求1所述的方法，其中，所述衬底结构包括：
形成在衬底上的缓冲层；
形成在所述缓冲层上的第一外延氮化镓层；以及
形成在所述第一外延氮化镓层上的第二外延氮化镓层；
其中所述一个或多个镁掺杂区形成在所述第二外延氮化镓层中。


6.如权利要求5所述的方法，其中，所述衬底包括：
多晶陶瓷芯；
封装所述多晶陶瓷芯的阻挡层；
耦合到所述阻挡层的键合层；以及
耦合到所述键合层的实质单晶层。


7.如权利要求5所述的方法，其中，在沉积所述含镁氮化镓层之前，所述第二外延氮化镓层是未掺杂的。


8.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一外延氮化镓层是N型掺杂的。


9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二外延氮化镓层中的所述一个或多个镁掺杂区中的每一个镁掺杂区在与所述第一外延氮化镓层的界面处形成p-n结。


10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二外延氮化镓层中的所述一个或多个镁掺杂区形成混合型p-i-n肖特基(MPS)二极管的部分。


11.如权利要求10所述的方法，其中，所述第二外延氮化镓层中的所述一个或多个镁掺杂区形成所述MPS二极管的结终...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥兹古·阿克塔斯，弗拉基米尔·奥德诺博柳多夫，杰姆·巴斯切里，
申请(专利权)人：克罗米斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US