[发明专利]氮面极性氮化镓外延结构制造方法

说明书

本发明涉及一种氮面极性氮化镓外延结构制造方法，包括：提供一氮化镓模板，所述模板包括衬底和位于所述衬底上的第一氮面极性氮化镓层；在所述第一氮面极性氮化镓层表面再生长氮化镓，形成第二氮面极性氮化镓层；在所述第二氮面极性氮化镓层上依次生长势垒层和沟道层。本发明所提出的氮面极性的氮化镓外延结构制造方法能够简单的生长出氮面极性的氮化镓，并且能够有效消除射频分散现象，有利于氮面极性氮化镓外延结构的大规模生产和利用。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种氮面极性氮化镓外延结构制造方法。

背景技术

作为第三代半导体材料的代表，氮化镓(GaN)具有许多优良的特性，高临界击穿电场、高电子迁移率、高二维电子气浓度和良好的高温工作能力等。基于氮化镓的第三代半导体结构，如高电子迁移率晶体管(HEMT)、异质结构场效应晶体管(HFET)等已经得到了应用，尤其在射频、微波等需要大功率和高频率的领域具有明显优势。

GaN材料沿着c轴具有两个极性：氮面极性和镓面极性。大多数HEMT器件中的GaN是镓面极性的，氮面极性GaN是基于相反结晶取向的GaN。氮面极性GaN的优势包括：a)在负偏压条件下更好的2DEG(二维电子气)载流子限制机制，可以通过背部势垒形成更好的断态夹断；b)由于金属电极是直接设置在导电沟道层(如GaN或者InGaN材料)上的，从而可以获得更低电阻率的欧姆接触，相比于传统HEMT器件中的金属电极与AlGaN材料的形成欧姆接触相比，GaN材料上的欧姆接触具有更低的肖特基势垒。然而，关于如何生长氮面极性的GaN一直是个难点，目前仍然没有一种合适的工艺可以生产出氮面极性GaN的HEMT器件。

发明内容

本申请提出一种氮面极性氮化镓外延结构制造方法，包括：

提供一氮化镓模板，所述模板包括衬底和位于所述衬底上的第一氮面极性氮化镓层；

在所述第一氮面极性氮化镓层表面再生长氮化镓，形成第二氮面极性氮化镓层；

在所述第二氮面极性氮化镓层上依次生长势垒层和沟道层。

在一个实施例中，所述第一氮面极性氮化镓层厚度为1um-5um。

在一个实施例中，所述第二氮面极性氮化镓层厚度为10nm-5um。

在一个实施例中，所述沟道层厚度为10nm-100nm。

在一个实施例中，所述势垒层厚度为10nm-100nm。

在一个实施例中，其特征在于，在形成第二氮面极性氮化镓层之前，清洗所述氮化镓模板并吹干。

在一个实施例中，在所述沟道层上分别形成源极、漏极和栅极。

本申请所提出的氮面极性的氮化镓外延结构制造方法能够简单的生长出氮面极性的氮化镓，并且能够有效消除射频分散(RF Dispersion)现象，有利于氮面极性氮化镓外延结构的大规模生产和利用。

附图说明

图1为一个实施例所提供的氮面极性氮化镓外延结构制造方法流程图；

图2-图4为表示制造一个实施例的氮面极性氮化镓外延结构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的氮面极性氮化镓外延结构制造方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1-图4，本实施例所提出的氮面极性氮化镓外延结构制造方法包括：