[发明专利]氮化镓半导体器件及其制作方法

说明书

本发明实施例公开了一种氮化镓半导体器件及其制作方法，该方法包括：在基底的第一表面生长含铟的缓冲层，该缓冲层包括含铟的AlxGa1‑xN层，其中，0≤x≤1；在缓冲层背离基底一侧表面形成非有意掺杂的第一氮化镓层；在第一氮化镓层背离缓冲层一侧表面形成含碳掺杂的第二氮化镓层；在第二氮化镓层背离第一氮化镓层一侧形成非有意掺杂的第三氮化镓层；在第三氮化镓层背离第二氮化镓层一侧形成AlyGaN1‑yN层，其中，0＜y≤1。利用该方法制作的氮化镓半导体器件可提高所述氮化镓半导体器件的击穿电压，降低所述氮化镓半导体器件在制作过程中，出现裂纹的概率，提高所述氮化镓半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种氮化镓半导体器件的制作方法，以及利用该制作方法制作的氮化镓半导体器件。

背景技术

相较于硅半导体器件和砷化镓(GaAs)半导体器件，氮化镓半导体器件具有宽带隙和高温稳定性的特点。而且，与硅半导体器件相比，氮化镓半导体器件具有较低的温阻抗，从而在运行时可以将转换损失做到最小化，同时将系统消费电力最小化，成为小型化、高电压和高速转换领域的低损耗、高效率新生代电力半导体元件，逐渐应用到产业应用、电力网络和情报通信等领域。但是，现有氮化镓半导体器件的击穿电压较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种氮化镓半导体器件的制作方法以及利用该制作方法制作的氮化镓半导体器件，以提高所述氮化镓半导体器件的击穿电压。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种氮化镓半导体器件的制作方法，包括：

在基底的第一表面生长含铟的缓冲层，所述缓冲层包括含铟的Al_xGa_1-xN层，其中，0≤x≤1；

在所述缓冲层背离所述基底一侧形成非有意掺杂的第一氮化镓层；

在所述第一氮化镓层背离所述缓冲层一侧表面形成含碳掺杂的第二氮化镓层；

在所述第二氮化镓层背离所述第一氮化镓层一侧形成非有意掺杂的第三氮化镓层；

在所述第三氮化镓层背离所述第二氮化镓层一侧形成Al_yGa_1-yN层，其中，0＜y≤1。

可选的，所述缓冲层中铟的含量小于5％。

可选的，所述缓冲层还包括：第四氮化镓层。

可选的，在基底的第一表面生长含铟的缓冲层包括：

在900℃-1200℃的温度范围内，在氨气和氢气的氛围中，在所述基底的第一表面生成含铟的缓冲层。

可选的，在所述缓冲层背离所述基底一侧形成非有意掺杂的第一氮化镓层包括：

在大于1000℃的温度范围内，在氨气的氛围中，在所述缓冲层背离所述基底一侧形成非有意掺杂的第一氮化镓层。

可选的，在所述缓冲层背离所述基底一侧形成非有意掺杂的第一氮化镓层前还包括

在所述缓冲层背离所述基底一侧形成多层含铟的应变控制层和多层含铟的掩膜层。

可选的，所述应变控制层为氮化铝层；所述掩膜层为氮化硅层或氮化镁层；所述掩膜层的生长工艺为原位生长。

可选的，所述第二氮化镓层包括至少一层非掺杂的第一子氮化镓层和至少一层碳掺杂的第二子氮化镓层。

可选的，在所述第一氮化镓层背离所述缓冲层一侧形成含碳掺杂的第二氮化镓层包括：