[发明专利]半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；

将所述衬底置于反应腔内进行表面清洁，并在所述衬底表面形成外延生长台阶；

在所述衬底形成外延生长台阶的一侧制作AlN成核层；

在所述AlN成核层远离所述衬底一侧制作表面调制AlN外延层，并采用激光原位监测所述半导体器件的表面形貌，在监测到所述半导体器件的表面形貌的反射率波谷符合预设条件时，结束所述表面调制AlN外延层的制作；

在高速生长条件下，在所述表面调制AlN外延层远离所述AlN成核层的一侧制作形成AlN厚膜，其中，所述高速生长条件包括：

将所述反应腔内的制备温度提高至1150℃-1500℃，所述制备温度为生长时所述半导体器件表面的实际温度；

将输入所述反应腔内的III族金属源的源瓶的气压设置为600-1300mbar；

将输入所述反应腔内的III族金属源流量设置为10-300μmol/min；及

将输入所述反应腔内的V族源与III族金属源的摩尔比设置为10-5000，其中所述III族金属源为三甲基铝TMAl，所述V族源为氨气NH₃，该V族源氨气NH₃的流量1-270mmol/min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底形成外延生长台阶的一侧制作AlN成核层的制备温度为650℃-1000℃，所述AlN成核层的厚度为10-80nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底形成外延生长台阶的一侧制作AlN成核层的制备温度为650℃-1000℃，所述AlN成核层的厚度为10-100nm。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述预设条件为所述半导体器件的表面形貌的反射率波谷下降或上升20％-80％。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的制备方法，其特征在于，在所述AlN成核层远离所述衬底一侧制作表面调制AlN外延层的制备温度为1000℃-1150℃。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述表面调制AlN外延层的厚度为100-600nm。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述III族金属源TMAl与V族源NH₃的流量为换算成每一片2英寸衬底的流量值。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述半导体器件采用金属有机化学气相沉积MOCVD设备进行制备。

9.一种半导体器件，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底一侧制作形成外延生长台阶；

制作于所述衬底制作所述外延生长台阶一侧的AlN成核层；

制作于所述AlN成核层远离所述衬底一侧的表面调制AlN外延层；

制作于所述表面调制AlN外延层远离所述AlN成核层一侧的AlN厚膜，所述AlN厚膜是在高速生长条件下制备的，其中，所述高速生长条件包括：

将反应腔内的制备温度提高至1150℃-1500℃，所述制备温度为生长时所述半导体器件表面的实际温度；

将输入所述反应腔内的III族金属源的源瓶的气压设置为600-1300mbar；

将输入所述反应腔内的III族金属源流量设置为10-300μmol/min；及

将输入所述反应腔内的V族源与III族金属源的摩尔比设置为10-5000，其中所述III族金属源为三甲基铝TMAl，所述V族源为氨气NH₃，该V族源氨气NH₃的流量1-270mmol/min。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述III族金属源TMAl与V族源NH₃的流量为换算成每一片2英寸衬底的流量值。