基于大尺寸硅基复合衬底的氮化镓异质结构及其制作方法技术

技术编号:41323662 阅读:57 留言:0更新日期:2024-05-13 15:02
本发明专利技术涉及一种基于大尺寸硅基复合衬底的氮化镓异质结构及制作方法,属于半导体材料与器件技术领域,解决了现有的硅基氮化镓功率器件难以向更高压和更高效率的器件上发展的问题。该异质结构包括:复合衬底;以及生长于复合衬底上的GaN外延层;所述复合衬底包括Si衬底和设于Si衬底上的SiC薄膜层。所述SiC薄膜层的材料为六方对称结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料与器件,尤其涉及一种基于大尺寸硅基复合衬底的氮化镓异质结构及其制作方法


技术介绍

1、作为第三代半导体材料的代表,氮化镓材料具有宽带隙、高击穿电场和高载流子速度等特点,几十年来得到广泛发展的algan/gan hemt器件在大功率微波应用中尤为优越,已被广泛应用于无线通讯、雷达探测、电子对抗等领域的许多电子系统中。业界普遍采用异质衬底外延的方式生长氮化镓材料,最常用的衬底有硅、蓝宝石、碳化硅以及最新发展的金刚石。硅尺寸最大、成本最低并利于硅基单片集成。

2、由于硅<100>晶向的衬底与氮化镓存在对称性匹配问题,因此传统硅基氮化镓器件只能采用硅<111>晶向作为衬底,但硅<111>晶向不利于其与硅<100>面cmos工艺兼容,同时硅基氮化镓功率器件受限于硅衬底的纵向击穿瓶颈,难以向更高压的器件上发展,而高阻硅基氮化镓射频器件在衬底隔离和射频损耗方面受限于高阻硅本征载流子浓度和漏电、mocvd生长外延时al、ga等元素向衬底硅高温扩散所致空穴导电层及合金缺陷等漏电问题,难以向本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于大尺寸硅基复合衬底的氮化镓异质结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的异质结构,其特征在于,所述Si衬底的厚度为500-1500μm。

3.根据权利要求1所述的异质结构,其特征在于,所述SiC薄膜层的厚度为0.1-2μm。

4.根据权利要求1所述的异质结构,其特征在于,所述GaN外延层包括依次设置的成核层、高阻层、高迁移率层、插入层和势垒层。

5.一种基于大尺寸硅基复合衬底的氮化镓异质结构的制作方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,所述步骤2中,采用离子束光滑化方式对体Si...

【技术特征摘要】

1.一种基于大尺寸硅基复合衬底的氮化镓异质结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的异质结构,其特征在于,所述si衬底的厚度为500-1500μm。

3.根据权利要求1所述的异质结构,其特征在于,所述sic薄膜层的厚度为0.1-2μm。

4.根据权利要求1所述的异质结构,其特征在于,所述gan外延层包括依次设置的成核层、高阻层、高迁移率层、插入层和势垒层。

5.一种基于大尺寸硅基复合衬底的氮化镓异质结构的制作方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的制作方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:王鑫华刘新宇殷海波黄森魏珂
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:

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