[发明专利]一种高均匀性氮化镓异质结材料结构及外延生长方法在审
| 申请号： | 202211558532.8 | 申请日： | 2022-12-06 |
| 公开（公告）号： | CN115719758A | 公开（公告）日： | 2023-02-28 |
| 发明（设计）人： | 彭大青;李忠辉;李传皓;杨乾坤;陈韬 | 申请（专利权）人： | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 |
| 主分类号： | H01L29/06 | 分类号： | H01L29/06;H01L29/205;H01L21/205;C23C16/34;C23C16/52 |
| 代理公司： | 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 | 代理人： | 王姗 |
| 地址： | 210016 江苏*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 均匀 氮化 镓异质结 材料 结构 外延 生长 方法 | ||
1.一种高均匀性氮化镓异质结材料结构，其特征在于，所述高均匀性氮化镓异质结材料结构自下而上依次为衬底（1）、AlN成核层（2）、GaN缓冲层（3）、InAlGaN插入层（4）和AlGaN势垒层（5），其中AlN成核层（2）厚度为10-100 nm，GaN缓冲层（3）厚度为500-2500 nm，InAlGaN插入层（4）厚度为2-4 nm，AlGaN势垒层（5）厚度为10-30 nm。
2.根据权利要求1所述的一种高均匀性氮化镓异质结材料结构，其特征在于，所述衬底为SiC衬底。
3.根据权利要求1所述的一种高均匀性氮化镓异质结材料结构，其特征在于，所述InAlGaN插入层（4）中In组分范围区间为（0，0.1]，Al组分范围区间为（0.5，0.9]，Ga组分范围区间为（0，0.5]。
4.根据权利要求1所述的一种高均匀性氮化镓异质结材料结构，其特征在于，所述AlGaN势垒层（5）中Al组分范围在0.15-0.35之间。
5.基于权利要求1所述的一种高均匀性氮化镓异质结材料结构的外延生长方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一. 选取衬底（1），将其放置于金属有机物化学气相沉积设备反应腔内；
步骤二.将反应腔升温至1000-1200℃，通入氢气，对衬底（1）进行烘烤处理，时间5-10分钟；
步骤三. 调整反应腔温度至1000-1200℃，设定反应腔压力为50-100Torr，通入氨气和三甲基铝，生长10-100 nm厚AlN成核层（2）；
步骤四. 关闭三甲基铝，调整反应腔温度至950-1100℃，设定反应腔压力为100-500Torr，通入三甲基镓，生长500-2500 nm厚GaN缓冲层（3）；
步骤五. 调整反应腔温度至850-900℃，设定反应腔压力为50-150Torr，通入三甲基铟、三甲基铝，在缓冲层上生长2-4nm厚InAlGaN插入层，生长过程中温度渐变升高至950-1000℃；
步骤六. 关闭三甲基铟，保持反应腔温度、压力不变，生长10-30nm厚AlGaN势垒层；
步骤七. 关闭氨气、三甲基铝和三甲基镓，降至室温，取片。
6.根据权利要求5所述的一种高均匀性氮化镓异质结材料结构的外延生长方法，其特征在于，所述步骤五中温度渐变升高的速率为40-80℃/min。
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