一种外延结构、制作方法及半导体器件技术

本发明专利技术公开了一种外延结构、制作方法及半导体器件，其具异质衬底、依次形成于异质衬底上方的第一氮化铝层、由氮化铝构成且具有点缺陷的第一调控层、第二氮化铝层；首先将异质衬底置于MOCVD反应室中，生长第一氮化铝层，其次生长第一调控层，生长过程中通入微量金属有机镓源或铟源，经高温退火后，再次生长第二氮化铝层，最后生长其它功能层形成半导体器件的外延，第一氮化铝层的穿透位错延伸至第一调控层，爬升过程中吸收第一调控层中的点缺陷，改变了位错形成能，极大提升了第一调控层中位错发生弯曲闭合湮灭的几率，使第二氮化铝层的位错大幅减少，可制作出位错少、高晶体质量的外延层，降低半导体器件的制作成本，提升生产良率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种外延结构、制作方法及半导体器件


[0001]本专利技术涉及半导体领域，具体而言，涉及一种外延结构、外延结构的制作方法及其相关的半导体器件。

技术介绍

[0002]氮化铝（AlN）大尺寸单晶衬底制备十分困难、就算是采用目前领域内被公认为最佳制备法的物理气相传输法（PVT）工艺，氮化铝单晶最大也只能做到6cm，全球范围内有能力生长出2英寸氮化铝单晶的企业/研发机构非常有限，所以氮化铝大尺寸单晶衬底价格昂贵。现有的衬底制备一般是在异质衬底（如：硅、蓝宝石或碳化硅衬底）上使用金属有机化合物化学气相沉淀（MOCVD）外延生长氮化铝层，作为氮化铝基板来代替氮化铝单晶衬底。
[0003]然而，在异质衬底上很难获得高质量的氮化铝外延层，主要原因有：1、氮化铝与异质衬底之间存在较大的晶格失配和热失配，外延生长会形成大量的位错；2、铝原子的粘附系数大、在衬底表面迁移速率较低，导致其横向生长速度慢，外延生长过程中基本是岛状生长很难转变为二维层状生长，生长出来的氮化铝晶体质量差且表面粗糙；3、铝源（如：三甲基铝)和氮源（如：氨气)之间存在强烈的预反应，预反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外延结构，具有衬底，其特征在于：至少包括形成于衬底上方的第一氮化铝层、形成于第一氮化铝层上方的第一调控层、形成于第一调控层上方的第二氮化铝层，其中，衬底为非氮化铝材料，第一调控层为具有点缺陷的氮化铝层。2.如权利要求1所述的一种外延结构，其特征在于：所述第一调控层厚度为5nm
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15nm。3.如权利要求1所述的一种外延结构，其特征在于：所述第一调控层的点缺陷随机且大量分布。4.如权利要求1所述的一种外延结构，其特征在于：还包括形成于所述第二氮化铝层上方的第二调控层、形成于第二调控层上方的第三氮化铝层。5.如权利要求4所述的一种外延结构，其特征在于：所述第一调控层的点缺陷密度大于或等于所述第二调控层的点缺陷密度。6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种外延结构，其特征在于：所述衬底尺寸大于或等于8cm。7.一种外延结构的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤：步骤一、将非氮化铝材料的衬底置于MOCVD反应室中，清洁衬底表面并生长第一氮化铝层，生长温度700℃
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1200℃，生长压力30
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150mbar，生长厚度10
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50nm；步骤二、在第一氮化铝层上继续生长第一调控层，生长过程中通入金属有机镓源或铟源，镓源或铟源与铝源的固相比为3%
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10%，生长温度700℃
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1100℃，生长压力30
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150mbar，生长厚度5nm
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15nm；步骤三、对第一调控层进行高温退火，退火...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波亭，林科闯，孙希国，时明明，陈利杰，刘志远，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：