一种多层半导体材料结构及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多层半导体材料结构及制备方法，属于半导体技术领域，解决了现有技术中半导体材料散热性差、成本高、不能批量生产等问题。一种多层半导体材料结构，包括高导热支撑衬底和结晶化的器件功能层；所述器件功能层设置在所述高导热支撑衬底上，所述器件功能层表面层为单晶结构。能层表面层为单晶结构。能层表面层为单晶结构。

【技术实现步骤摘要】
一种多层半导体材料结构及制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，特别涉及一种多层半导体材料结构及制备方法。

技术介绍

[0002]氧化镓(Ga2O3)晶体是一种新型的超宽禁带半导体材料，相比常见第三代半导体，它具有更大的禁带宽度、更高的电场击穿场强，其巴利加优值是GaN的4倍，SiC的10倍以上。因此，在达到相同耐压的条件下，采用Ga2O3的单极器件在理论上的导通电阻仅为SiC的1/10、GaN的1/3，这有利于减少电源电路的导通电力损耗，最大程度上提高器件的功率密度。此外，Ga2O3单晶衬底可采用溶体法生长，在制备成本方面相比于SiC和GaN有着非常明显的优势。
[0003]尽管Ga2O3材料制备成本低，器件性能优异，但Ga2O3材料本身极低的热导率(10
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25W/mK)会造成器件工作时的严重局部自加热，导致更快的器件劣化和更短的工作寿命，将大大限制其在大功率条件下的应用，特别是Ga2O3基材料的热导率会由于尺寸效应、掺杂和合金化等进一步降低。因此，如何实现Ga2O3器件的有效散热是使其得以广泛应用的主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层半导体材料结构，其特征在于，包括高导热支撑衬底和结晶化的器件功能层；所述器件功能层设置在所述高导热支撑衬底上，所述器件功能层表面层为单晶结构。2.根据权利要求1所述的多层半导体材料结构，其特征在于，所述器件功能层晶体结构从表面至界面处有一从单晶到多晶的微结构梯度；或所述器件功能层晶体结构为器件功能层靠近表面和界面的部分均为单晶，表面和界面趋向中间的部分为从单晶到多晶的微结构梯度。3.根据权利要求1所述的多层半导体材料结构，其特征在于，所述器件功能层为氧化镓、硅、碳化硅、GaN、氧化铝、锗、碳、AlN、ZnO、GaAs、AlGaN材料中的一种构成的单层结构，厚度在100nm
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50um。4.根据权利要求1所述的多层半导体材料结构，其特征在于，所述器件功能层包括第一薄膜层和第二薄膜层；所述第一薄膜层设置在所述高导热支撑衬底上，所述第二薄膜层设置在第一薄膜层上；所述第一薄膜层为氧化镓、硅、碳化硅、GaN、氧化铝、锗、碳、AlN、ZnO、GaAs、AlGaN、SiN、SiO2、HfO2、SiNO、SiCO、AlON材料中的一种构成的单层结构或多种构成的复合层结构，厚度在100nm
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50um；所述第二薄膜层为氧化镓、硅、碳化硅、GaN、氧化铝、锗、碳、AlN、ZnO、GaAs、AlGaN材料中的一种构成的单层结构或多种构成的复合层结构，厚度在100nm
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50um。5.根据权利要求1所述的多层半导体材...

【专利技术属性】
技术研发人员：母凤文，王鑫华，黄森，魏珂，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：