[发明专利]硅上的高质量GaN高压HFET

权利要求书

1.在硅衬底上形成GaN层的方法，该方法包括：

在硅晶圆和位于该硅晶圆表面上的Al₂O₃膜之间形成一个非晶AlSiO膜；以及

在所述Al₂O₃膜上方沉积多个层压层，其中每个层压层都包括位于AlN层上方的GaN层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中形成一个非晶膜包括在600℃以上加热所述硅晶圆。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在一个硅晶圆的顶部表面上的Al₂O₃膜中形成孔隙，其中，所述硅晶圆的顶部表面沿着<111>硅晶体取向，且其中所述孔隙被AlN和GaN填充。

4.根据权利要求3所述的方法，其中形成所述孔隙包括沿着所述孔隙的底部暴露所述非晶膜的一部分。

5.根据权利要求4所述的方法，其中形成所述孔隙和形成所述非晶膜同时发生。

6.根据权利要求4所述的方法，其中形成所述孔隙作为金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺的一部分而发生。

7.根据权利要求4所述的方法，其中沉积所述层压层作为MOCVD工艺的一部分而发生。

8.根据权利要求5所述的方法，其中形成所述孔隙包括在1000℃以上加热所述硅晶圆。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个层压层是仅三个层压层。

10.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个层压层是仅四个层压层。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个层压层的最后形成的层压层的GaN膜为至少2.5μm厚。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述最后形成的层压层的GaN膜为至少4μm厚。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述多个层压层的最后形成的层压层的GaN膜上形成一个晶体管。

14.一种GaN衬底，包括：

一个硅衬底，具有沿着<111>晶体取向的顶部表面和底部表面；

一个Al₂O₃膜，在所述硅衬底的顶部表面的上方，其中所述Al₂O₃膜是晶体；

一个非晶膜，在所述硅衬底的顶部表面和所述Al₂O₃膜之间；以及

多个层压层，在所述Al₂O₃膜上方，其中每个层压层都包括位于AlN膜上方的GaN膜。

15.根据权利要求14所述的GaN衬底，还包括：

限定在所述Al₂O₃膜中的多个孔隙。

16.根据权利要求15所述的GaN衬底，其中距离所述硅衬底最远的最后一个层压层的GaN膜为至少2.5μm厚。

17.根据权利要求16所述的GaN衬底，其中所述最后一个层压层的GaN膜为至少4μm厚。

18.根据权利要求15所述的GaN衬底，还包括：

在距离所述硅衬底最远的最后一个层压层上形成一个晶体管。

19.根据权利要求15所述的GaN衬底，其中最靠近所述硅衬底的顶部表面的第一层压层填充所述孔隙。

20.根据权利要求19所述的GaN衬底，其中第二层压层的穿透位错密度低于所述第一层压层的穿透位错密度，其中与所述第一层压层相比，所述第二层压层进一步远离所述硅衬底的顶部表面。

21.根据权利要求14所述的GaN衬底，其中所述多个层压层是仅三个层压层。

22.根据权利要求14所述的GaN衬底，其中所述多个层压层是仅四个层压层。