[发明专利]一种制造半导体薄膜的方法及其半导体薄膜

说明书

 

技术领域

本发明涉及半导体材料领域，尤其是涉及一种制造半导体薄膜的方法及其半导体薄膜。

背景技术

氮化镓（GaN）及相关的宽禁带氮化物半导体，例如铝镓氮（AlGaN）薄膜，由于具有较高的饱和电子速率和饱和偏压等优良材料特性，在光伏、高功率、高频、高温器件等应用领域受到广泛应用。由于氮化镓及其铝化合物的禁带较宽（>3.4eV），导致AlGaN薄膜材料中的p型或n型掺杂都很难实现超高载流子浓度。此外，电子气的迁移率会随着掺杂浓度的升高而降低，并且随着温度的升高，只有通过改变膜层的结构和组分来改善电子气的稳定性。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能实现较高载流子浓度的制造半导体薄膜的方法及其半导体薄膜。

本发明的目的之一是提供一种得到的半导体薄膜的电子浓度和迁移率不受温度影响、稳定性高的制造半导体薄膜的方法及其半导体薄膜。

本发明实施例公开的技术方案包括：

一种制造半导体薄膜的方法，其特征在于，包括：获取基底材料；在所述基底材料上形成氮化镓层；以及掺杂步骤：在所述氮化镓层上形成铝镓氮层，并使所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述氮化镓层的部分中到远离所述氮化镓层的部分中线性变化。

进一步地，所述掺杂步骤包括：在所述氮化镓层上形成铝镓氮层并使所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述氮化镓层的部分到远离所述氮化镓层的部分线性增加。

进一步地，所述在所述氮化镓层上形成铝镓氮层并使所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述氮化镓层的部分到远离所述氮化镓层的部分线性增加包括：将形成了所述氮化镓层的所述基底材料放置于分子束外延生长仪中；向所述分子束外延生长仪中通入铝金属分子束和镓金属分子束；其中：使所述铝金属分子束的流量线性增加和/或使所述镓金属分子束的流量线性减小。

进一步地，所述氮化镓层为氮极性，其中在所述掺杂步骤之前还包括：在所述氮化镓层上形成铝镓氮过渡层，并且使在所述铝镓氮过渡层中从靠近所述氮化镓层的部分到远离所述氮化镓层的部分铝的含量相同。

进一步地，其中所述掺杂步骤包括：在所述铝镓氮过渡层上形成铝镓氮层并使所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述铝镓氮过渡层的部分到远离所述铝镓氮过渡层的部分线性减小。

进一步地，所述在所述铝镓氮过渡层上形成铝镓氮层并使所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述铝镓氮过渡层的部分到远离所述铝镓氮过渡层的部分线性减小包括：将形成了所述铝镓氮过渡层的所述基底材料放置于分子束外延生长仪中；向所述分子束外延生长仪中通入铝金属分子束和镓金属分子束；其中：使所述铝金属分子束的流量线性减小和/或使所述镓金属分子束的流量线性增加。

进一步地，使所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述氮化镓层的部分到远离所述氮化镓层的部分从零开始线性增加。

进一步地，在在所述氮化镓层上形成铝镓氮层之前还包括：清洗形成了所述氮化镓层的所述基底材料。

本发明的实施例还提供了一种半导体薄膜，其特征在于，包括：基底材料；氮化镓层，所述氮化镓层形成在所述基底材料上；铝镓氮层，所述铝镓氮层形成在所述氮化镓层上，并且所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述氮化镓层的部分到远离所述氮化镓层的部分线性增加。

本发明的实施例中还提供了一种半导体薄膜，其特征在于，包括：基底材料；氮化镓层，所述氮化镓层形成在所述基底材料上；铝镓氮过渡层，所述铝镓氮过渡层形成在所述氮化镓层上，并且所述铝镓氮过渡层中从靠近所述氮化镓层的部分到远离所述氮化镓层的部分铝的含量相同；铝镓氮层，所述铝镓氮层形成在所述铝镓氮过渡层上，并且所述铝镓氮层中铝的含量从靠近所述铝镓氮过渡层的部分到远离所述铝镓氮过渡层的部分线性减小。