本申请提供一种氧化镓外延片制备方法及碳化硅基氧化镓外延片。该方法包括：利用MOCVD技术，将碳化硅衬底放入载气为第一载气、Ga源为第一Ga源、氧源为氧气的反应室，并升温至第一预设温度，进行第一预设时长的外延生长，以在碳化硅衬底的表面生成氧化镓缓冲层；对反应室抽真空并更换为氢气气氛，并升温至第二预设温度，对氧化镓缓冲层进行第二预设时长的原位退火；对反应室抽真空，并将反应室环境更换至载气为第二载气、Ga源为第二Ga源、氧源为氧气，进行第三预设时长的外延生长，以在氧化镓缓冲层的表面生成氧化镓外延层。本申请能够获得大尺寸高质量的碳化硅基氧化镓外延片，并提高外延片的散热性能。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种氧化镓外延片制备方法及碳化硅基氧化镓外延片。
技术介绍
1、作为第三代半导体材料之一的氧化镓(ga2o3)，其禁带宽度远大于氮化镓(gan)和碳化硅(sic)，因而又与金刚石、氮化铝(aln)等一起被称为超宽禁带半导体材料。氧化镓具有极高的击穿电场强度、良好的深紫外透明度、高机械强度和物化稳定性，因此被认为在大功率场效应晶体管、日盲紫外探测器、气体传感器和短波长发光器件等领域具有巨大的应用前景。
2、ga2o3基场效应晶体管作为新一代电力电子器件具有广阔的应用前景，近年来得到了广泛的研究。例如，基于ga2o3薄膜制备的mosfets，其最高击穿电场已经可以超过了gan(3.3mv·cm-1)和sic(3.3mv·cm-1)击穿电场的理论值。ga2o3器件在工作时具有较低的能量损耗。高压、高功率、低损耗、耐高温、抗腐蚀的特性使ga2o3基功率器件具有巨大的性能优势，并在未来可应用于多种领域。
3、目前制约ga2o3器件发展的主要问题为：由于ga2o3衬底目前可见的最大为4英寸，使得基于ga2o3衬底的外延片不能满足应用需求，且ga2o3材料热导率和sic相比有一定差距，随着电力电子器件工作电压和工作电流增大，器件工作产热会随之增加，过高的温度会对器件的性能造成严重影响，降低器件的可靠性和使用寿命。
技术实现思路
1、本申请提供了一种氧化镓外延片制备方法及碳化硅基氧化镓外延片，以解决现有技术中氧化镓外延材料质量差的问题。
>2、第一方面，本申请提供了一种氧化镓外延片制备方法，包括：3、利用mocvd技术，将碳化硅衬底放入载气为第一预设流量的第一载气、ga源为第二预设流量的第一ga源、氧源为第三预设流量的氧气的反应室，并升温至第一预设温度，进行第一预设时长的外延生长，以在所述碳化硅衬底的表面生成氧化镓缓冲层；
4、对反应室抽真空并更换为氢气气氛，并升温至第二预设温度，对所述氧化镓缓冲层进行第二预设时长的原位退火；
5、对反应室抽真空，并将反应室环境更换至载气为第四预设流量的第二载气、ga源为第五预设流量的第二ga源、氧源为第六预设流量的氧气，进行第三预设时长的外延生长，以在所述氧化镓缓冲层的表面生成氧化镓外延层。
6、第二方面，本申请提供了一种碳化硅基氧化镓外延片，所述碳化硅基氧化镓外延片应用所述第一方面所述的氧化镓外延片制备方法制备。
7、本申请提供一种氧化镓外延片制备方法及碳化硅基氧化镓外延片，通过利用mocvd技术，将碳化硅衬底放入载气为第一预设流量的第一载气、ga源为第二预设流量的第一ga源、氧源为第三预设流量的氧气的反应室，并升温至第一预设温度，进行第一预设时长的外延生长，以在碳化硅衬底的表面生成氧化镓缓冲层；对反应室抽真空并更换为氢气气氛，并升温至第二预设温度，对氧化镓缓冲层进行第二预设时长的原位退火；对反应室抽真空，并将反应室环境更换至载气为第四预设流量的第二载气、ga源为第五预设流量的第二ga源、氧源为第六预设流量的氧气，进行第三预设时长的外延生长，以在氧化镓缓冲层的表面生成氧化镓外延层。本申请通过在碳化硅衬底进行氧化镓的外延生长，可获得大尺寸高质量的碳化硅基氧化镓外延片，并且外延片和氧化镓同质外延片相比散热性能显著改善，可满足氧化镓电力电子器件制作需求。
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【技术保护点】
1.一种氧化镓外延片制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一载气为氮气或者氩气；
3.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一Ga源为TMGa或TEGa；
4.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为800-1000℃。
5.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一预设时长为5-50分钟。
6.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第二预设温度为1000-1300℃。
7.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一预设流量为100SLM；
8.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第二预设流量为50-200sccm；
9.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述氧化镓缓冲层的厚度为0.5-2μm。
10.一种碳化硅基氧化镓外延片，其特征在于，所述碳化硅基氧化镓外延片应用权利要求1至9中任一项所述的氧化镓外延片制备方法制备。
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【技术特征摘要】
1.一种氧化镓外延片制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一载气为氮气或者氩气；
3.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一ga源为tmga或tega；
4.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为800-1000℃。
5.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方法，其特征在于，所述第一预设时长为5-50分钟。
6.根据权利要求1所述的氧化镓外延片制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：芦伟立，房玉龙，郝文嘉，李帅，王健，高楠，张志荣，王波，陈宏泰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：
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