[发明专利]三级管用外延片及其制备方法在审
申请号: | 201510725514.8 | 申请日: | 2015-10-30 |
公开(公告)号: | CN105336769A | 公开(公告)日: | 2016-02-17 |
发明(设计)人: | 王东盛;苗操;李亦衡;魏鸿源;严文胜;张葶葶;朱廷刚 | 申请(专利权)人: | 江苏能华微电子科技发展有限公司 |
主分类号: | H01L29/73 | 分类号: | H01L29/73;H01L21/331;H01L29/06 |
代理公司: | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人: | 孙仿卫 |
地址: | 215600 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 三级 管用 外延 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种三极管用外延片及其制备方法,特别涉及一种使用图像化蓝宝石衬底的三极管用外延片及其制备方法。
背景技术
目前用于三极管的外延片的衬底主要有两种,即蓝宝石衬底和碳化硅衬底。但由于碳化硅的价格昂贵,故蓝宝石衬底的使用更为广泛。现有技术中普遍使用的平片状蓝宝石衬底由于其位错密度较高,制成的三极管电子器件漏电流较高、易击穿。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种三级管用外延片及其制备方法,由其制成的三极管电子器件漏电较低、击穿电压较高、寿命较长。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种三级管用外延片,包括依次层叠的衬底、GaN成核层、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN本征层、GaN盖层,所述衬底为图形化蓝宝石衬底,所述GaN成核层为C掺杂的GaN成核层,所述GaN缓冲层为C掺杂的GaN缓冲层。
优选地,所述图形化蓝宝石衬底的图形高度、宽度、间隙分别为1.6μm、2.4μm、0.6μm,或分别为1.7μm、2.6μm、0.4μm,或分别为1.2μm、1.8μm、0.1μm。
优选地,所述GaN成核层的厚度为20~50nm;所述GaN缓冲层的厚度为2~3μm;所述GaN沟道层的厚度为80~150nm;所述AlN插入层的厚度为1~3nm;所述AlGaN本征层的厚度为15~30nm;所述GaN盖层的厚度为1~2nm。
优选地,所述GaN成核层和所述GaN缓冲层所采用的C的掺杂源为CCl4或C2H2。
优选地,所述AlGaN本征层中Al的摩尔百分含量为20~30%。
本发明采用的又一技术方案为:
一种所述的三级管用外延片的制备方法,其包括如下步骤:
A将图形化蓝宝石衬底在1050~1100℃的H2氛围下高温净化5~10min;
B在H2氛围下将步骤A净化后的衬底降温至500~600℃,在衬底上生长C掺杂的GaN成核层;
C温度升高至1040~1080℃,在所述GaN成核层上生长C掺杂的GaN缓冲层;
D在1000~1050℃的温度下,在所述GaN缓冲层上生长GaN沟道层;
E在所述GaN沟道层上生长AlN插入层;
F在所述AlN插入层上生长AlGaN本征层;
G在所述AlGaN本征层上生长GaN盖层。
优选地,步骤B中,采用MOCVD工艺在所述衬底上生长所述GaN成核层。
优选地,所述GaN缓冲层的生长压力为30~50mbar。
优选地,所述AlN插入层、AlGaN本征层、GaN盖层的生长压力均为50~70mbar或70~100mbar或100~133mbar或133~166mbar或166~200mbar。
优选地,所述AlN插入层、AlGaN本征层、GaN盖层的生长温度均为980~1000℃或1000~1020℃或1020~1050℃或1050~1080℃。
本发明采用以上技术方案,相比现有技术具有如下优点:在图形化蓝宝石衬底生长掺C的GaN成核层和掺C的GaN缓冲层制成了更高晶体质量的半绝缘GaN,所制成的三极管外延片晶体质量更好,相较常规平片蓝宝石衬底制作的三极管用外延片,位错密度由1E9cm-3降低至1E8cm-3,且用此外延片制作的三极管电子器件漏电流较低,击穿电压较高,寿命较长。
附图说明
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