[发明专利]复合衬底及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合衬底及其制备方法，包括：III‑V族衬底，所述III‑V族衬底具有III族极性面和V族极性面；欧姆接触层，所述欧姆接触层位于所述III‑V族衬底的V族极性面上。制备方法包括：提供一III‑V族衬底，所述III‑V族衬底具有III族极性面和V族极性面；在所述III‑V族衬底的V族极性面上形成欧姆接触层。本发明提供的另一种制备方法包括：提供一支撑衬底；在所述支撑衬底的表面形成欧姆接触层；在所述欧姆接触层表面形成III‑V族衬底，所述III‑V族衬底具有III族极性面和V族极性面，且所述V族极性面与所述欧姆接触层直接接触；去除所述支撑衬底。本发明通过设置欧姆接触层，提高了复合衬底的载流子浓度，降低了接触电阻，提高了欧姆接触的热稳定性以及器件的性能。

技术领域

本发明涉半导体领域，尤其涉及一种复合衬底及其制备方法。

背景技术

氮化镓(GaN)是直接带隙半导体材料，它具有禁带宽度大、击穿电场强、化学稳定性好等优点，是制备GaN基光电子、微电子器件的理想衬底材料。目前，Ga极性的GaN基器件取得了快速的发展，在半导体照明、激光显示、电力电子以及微波射频领域得到了广泛的应用。

N极性面的欧姆接触是GaN基器件的重要问题，主要因为：(1)近年来GaN基垂直结构器件得到了广泛的关注，因为垂直结构器件能够避免常规平面器件面临的边缘电场集中等问题，减弱表面态对器件性能的影响，是GaN基器件发展的重要方向。垂直结构器件的一个电极必须制备在氮化镓单晶衬底的N极性面上。(2)N极性GaN与Ga极性GaN相比具有不同的极性、表面悬挂键和表面重构方式，能够实现很多新型的器件结构，并获得Ga极性器件所不具备的性能。N极性高电子迁移率晶体管(HEMT)器件能够减弱短沟道效应，提高器件的高频特性。N极性材料生长过程中In、Al等杂质的掺入效率更高，更容易调控GaN基三元、四元化合物的组分。在太阳能电池中，N极性器件内部的极化电场能够促进光生电子和空穴的分离，提高太阳能电池的效率。N极性器件的一个电极也必须要制备在氮化镓单晶衬底的N极性面上。

但N极性面欧姆接触面临接触电阻高、热稳定性差等问题，一般N极性面上的欧姆接触在300度以上的高温下退火即会恶化甚至失效。这主要是因为在界面处电极材料中的Al容易扩散进入GaN形成AlN，进而在界面附近由于压电极化效应形成二维空穴气，导致欧姆特性变差。而器件在制备过程中经常会用到高温工艺，比如退火、打线等工艺，因此一定要提高N极性面欧姆接触的热稳定性才能避免高温导致的器件性能下降等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决GaN基器件N极性面面临的欧姆接触差的问题，提高N极性面欧姆接触的热稳定性，降低接触电阻，有效地抑制界面形成二维空穴气，提高器件的可靠性，提供一种复合衬底及其制备方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种复合衬底，包括：III-V族衬底，所述III-V族衬底具有III族极性面和V族极性面；欧姆接触层，所述欧姆接触层位于所述III-V族衬底的V族极性面上。

为了解决上述问题，本发明提供了一种复合衬底的制备方法，包括：提供一III-V族衬底，所述III-V族衬底具有III族极性面和V族极性面；在所述III-V族衬底的V族极性面上形成欧姆接触层。

本发明提供了另一种复合衬底的制备方法，包括：提供一支撑衬底；在所述支撑衬底的表面形成欧姆接触层；在所述欧姆接触层表面形成III-V族衬底，所述III-V族衬底具有III族极性面和V族极性面，且所述V族极性面与所述欧姆接触层直接接触；去除所述支撑衬底。

本发明还提供了另一种复合衬底的制备方法，包括：提供一欧姆接触层，所述欧姆接触层采用III-V族材料，具有III族极性面和V族极性面；在所述欧姆接触层的III族极性面上形成III-V族衬底。