[发明专利]一种提高氮化镓器件外延层质量的结构及其制备方法在审

申请号：	201910773840.4	申请日：	2019-08-21
公开（公告）号：	CN110400744A	公开（公告）日：	2019-11-01
发明（设计）人：	廖宸梓;王柏钧;陈宪冠;叶顺闵	申请（专利权）人：	聚力成半导体（重庆）有限公司
主分类号：	H01L21/02	分类号：	H01L21/02
代理公司：	北京专赢专利代理有限公司 11797	代理人：	于刚
地址：	400000 重庆市江北***	国省代码：	重庆;50
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摘要：
搜索关键词：	衬底氮化镓器件多层缓冲层外延层缓变制备热膨胀产品利用结构形成外延结构匹配性最底层最顶层多层晶格翘曲蓄积
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【权利要求书】：

1.一种提高氮化镓器件外延层质量的结构，包括衬底（1）、i-GaN层（5）和GaN cap层（8），所述衬底（1）位于最底层，GaN cap层（8）位于最顶层，衬底（1）上部设置有AlN缓冲层（2），GaN cap层（8）的下方设置有AlGaN barrier层（7），i-GaN层（5）设置在AlGaN barrier层（7）的下方，i-GaN层（5）的下部设置有c-GaN层（4），其特征在于，c-GaN层（4）和AlN缓冲层（2）之间设置有缓变式多层缓冲层（3），AlGaN barrier层（7）和i-GaN层（5）之间设置有AlNspacer层（6）。

2.根据权利要求1所述的提高氮化镓器件外延层质量的结构，其特征在于，所述缓变式多层缓冲层（3）中缓冲层的层数为3-10层。

3.根据权利要求1或2所述的提高氮化镓器件外延层质量的结构，其特征在于，所述缓变式多层缓冲层（3）中缓冲层均为AlGaN结构。

4.根据权利要求1所述的提高氮化镓器件外延层质量的结构，其特征在于，所述衬底（1）采用Si层或SiC层。

5.根据权利要求1所述的提高氮化镓器件外延层质量的结构，其特征在于，所述缓冲式多层缓冲层（3）包括Al_x1Ga_1-x1N缓冲层（9）、Al_x2Ga_1-x2N缓冲层（10）和Al_x3Ga_1-x3N缓冲层（11），x1、x2和x3均代表对应的Al含量，1-x1、1-x2和1-x3均代表对应的Ga含量。

6.根据权利要求1所述的提高氮化镓器件外延层质量的结构，其特征在于，所述衬底（1）的表面设置有至少一条凹下或者凸起的条状图形。

7.根据权利要求1所述的提高氮化镓器件外延层质量的结构，其特征在于，所述缓变式多层缓冲层（3）中缓冲层的厚度为100-1000nm。

8.一种如权利要求1-7任一所述的提高氮化镓器件外延层质量的结构的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，在衬底（1）上成长AlN缓冲层（2）；

步骤二，在AlN缓冲层（2）成长完毕后，在AlN缓冲层（2）上方成长缓变式多层缓冲层（3）；

步骤三，在缓变式多层缓冲层（3）上方依次成长相应的c-GaN层（4）、i-GaN层（5）、AlNspacer层（6）、AlGaN barrier层（7）和GaN cap层（8），即形成氮化镓外延结构层。

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