[发明专利]氧化镓半导体结构、MOSFET器件及制备方法

权利要求书

1.一种氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供氧化镓单晶晶片，所述氧化镓单晶晶片的一表面为抛光面；

于所述抛光面上形成介电层，制备第一复合结构，其中，所述介电层远离所述抛光面的表面为注入面；

自所述注入面进行离子注入，以于所述氧化镓单晶晶片的预设深度处形成缺陷层，制备第二复合结构；

提供硅衬底；

将所述注入面与所述硅衬底键合，制备第三复合结构；

对所述第三复合结构进行退火处理，使得所述第三复合结构中的所述氧化镓单晶晶片沿所述缺陷层剥离，以得到氧化镓半导体结构，其中，所述氧化镓半导体结构包括依次叠置的所述硅衬底、介电层及氧化镓薄膜；

其中，所述介电层为具有高介电常数的氧化物层，通过所述介电层，使得所述氧化镓薄膜、介电层及硅衬底之间形成良好键合，且通过所述介电层，使得所述氧化镓半导体结构在高温环境下，具有高的耐击穿电压，阻挡电子迁移，提高器件性能。

2.根据权利要求1所述的氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于：形成所述介电层的方法包括等离子增强原子层沉积、激光沉积、分子束外延及等离子体增强化学气相沉积中的一种。

3.根据权利要求1所述的氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于：所述介电层包括氧化钽层、二氧化钛层、钛酸钡层、二氧化锆层、二氧化铪层及氧化铝层中的一种；所述介电层的厚度为2nm～40nm。

4.根据权利要求1所述的氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于：所述离子注入包括H离子注入及He离子注入中的一种或组合；所述离子注入的能量为35Kev～150Kev，剂量为2×10¹⁶ions/cm²～5×10¹⁷ions/cm²，温度为20℃～200℃。

5.根据权利要求1所述的氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于：所述预设深度为300nm～500nm。

6.根据权利要求1所述的氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于：所述键合的真空度为1×10^-7Pa～5×10^-7Pa，压力为10MPa～20MPa，温度为25℃。

7.根据权利要求1所述的氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于：所述硅衬底的电阻率大于5000Ω·cm。

8.根据权利要求1所述的氧化镓半导体结构的制备方法，其特征在于：所述退火处理在真空环境下或在氮气、氧气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行，退火温度为100℃～1000℃，退火时间为1min～240h。

9.一种氧化镓半导体结构，其特征在于，所述氧化镓半导体结构包括：

硅衬底；

介电层，所述介电层位于所述硅衬底的表面上；

氧化镓薄膜，所述氧化镓薄膜位于所述介电层的表面上；

其中，所述介电层为具有高介电常数的氧化物层，通过所述介电层，使得所述氧化镓薄膜、介电层及硅衬底之间形成良好键合，且通过所述介电层，使得所述氧化镓半导体结构在高温环境下，具有高的耐击穿电压，阻挡电子迁移，提高器件性能。

10.根据权利要求9所述的氧化镓半导体结构，其特征在于：所述氧化镓薄膜包括α型氧化镓薄膜或β型氧化镓薄膜。

11.根据权利要求9所述的氧化镓半导体结构，其特征在于：所述介电层包括氧化钽层、二氧化钛层、钛酸钡层、二氧化锆层、二氧化铪层及氧化铝层中的一种；所述介电层的厚度为2nm～40nm。

12.根据权利要求9所述的氧化镓半导体结构，其特征在于：所述硅衬底的电阻率大于5000Ω·cm。