[发明专利]一种在Ga‑极性GaN模板上生长极性交替的GaN结构的方法

摘要

一种在Ga‑极性GaN模板上生长极性交替的GaN结构的方法，属于半导体工艺和器件领域。以在蓝宝石衬底上MOCVD生长的Ga‑极性GaN作为模板，在模板上通过光刻工艺制作图案化的聚乙烯吡咯烷酮膜为掩膜层，在所述掩膜层上用PE‑ALD法选择性生长用于极性变换的Al2O3，PE‑ALD方法可使工艺温度低于掩膜层的熔点，保证掩膜层不变形的同时能制备均匀性好、厚度可精确控制的Al2O3薄膜，剥离掩膜层图案化Al2O3,并通过高温退火对Al2O3进行结晶化处理，最后在裸露的Ga‑极性GaN模板和图案化的Al2O3上使用氢化物气相外延方法进行厚膜GaN生长，有望满足高功率器件需要厚度达1mm的极性交替的GaN要求。

主权项

一种在Ga‑极性GaN模板上生长极性交替的GaN结构的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在蓝宝石衬底上MOCVD生长Ga‑极性GaN，得蓝宝石衬底/Ga‑极性GaN结构作为模板；(2)在所述模板上制作图案化的PVP膜为掩膜层，得蓝宝石衬底/Ga‑极性GaN/图案化PVP结构；所述图案化的PVP是指按照一定的图案去除部分PVP保留剩余部分PVP,同时使相应的位于所述去除部分PVP的下层的Ga‑极性GaN裸露；(3)在所述掩膜层PVP和裸露的Ga‑极性GaN上选择性生长极性反转层Al2O3，得到蓝宝石衬底/Ga‑极性GaN/图案化的PVP/Al2O3结构；所述的选择性生长是指Al2O3只生长在裸露的Ga‑极性GaN模板上，而不会在掩膜层PVP上形成；(4)剥离掩膜层PVP，得蓝宝石衬底/Ga‑极性GaN/图案化Al2O3结构；所述图案化Al2O3是指去除图案化PVP同时使相应的位于所述去除部分PVP的下层的Ga‑极性GaN裸露；(5)对上述的Al2O3进行退火处理，然后在所述蓝宝石衬底/Ga‑极性GaN/图案化Al2O3结构上生长GaN，在所述剩余部分Al2O3上生长的GaN为N‑极性，在所述裸露的Ga‑极性GaN上生长的GaN为Ga‑极性，得到在蓝宝石衬底上生长具有交替极性的GaN结构。