[發(fā)明專利]半導體裝置結構及其生產方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580075442.5
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN107210192B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 埃里克·揚森;陳志泰
• 申請（專利權）人: 斯維甘公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

1.一種半導體裝置結構，包括：

SiC基底，其中所述SiC的表面具有小于5％的氧單層，按照通過X射線光電子光譜法測定的，

In_x1Al_y1Ga_1-x1-y1N緩沖層，其中x1＝0-1，y1＝0-1并且x1+y1≤1，以及

In_x2Al_y2Ga_1-x2-y2N成核層，其中x2＝0-1，y2＝0-1并且x2+y2≤1，所述成核層被夾在所述SiC基底和所述緩沖層之間，

其特征在于，

所述緩沖層具有1μm至4μm的厚度，

所述成核層具有10nm-100nm的厚度，所述成核層充分應變，其中所述充分應變指所述成核層的面內晶格常數(shù)與所述SiC基底的面內晶格常數(shù)之間的差異在+/-0.15％之內，

所述緩沖層呈現(xiàn)具有FWHM低于250角秒的(102)峰的擺動曲線，并且

所述成核層呈現(xiàn)具有FWHM低于200角秒的(105)峰的擺動曲線，按照通過X射線衍射(XRD)測定的。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置結構，其中所述緩沖層是GaN。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置結構，其中所述成核層是AlN。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的半導體裝置結構，其中所述SiC多型體是4H、6H或3C。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的半導體裝置結構，其中所述成核層的形態(tài)具有以0個凹坑每μm²至10個凹坑每μm²的完全聚結。

6.一種半導體裝置，由根據前述權利要求中任一項所述的半導體裝置結構形成。

7.一種高電子遷移率晶體管，包括根據權利要求1-5中任一項所述的半導體裝置結構。

8.一種生產半導體裝置結構的方法，包括：

提供SiC基底，以及

在所述SiC基底上，提供In_x2Al_y2Ga_1-x2-y2N成核層，其中x2＝0-1，y2＝0-1，并且x2+y2≤1，

提供In_x1Al_y1Ga_1-x1-y1N緩沖層，其中x1＝0-1，y1＝0-1并且x1+y1≤1，

其中在所述成核層生長時的壓力是200毫巴至10毫巴，

在所述成核層生長時的起始溫度是800℃至1150℃，并且

所述成核層和所述緩沖層通過金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)或金屬有機氣相外延(MOVPE)生長，

其特征在于，

在所述成核層生長時的溫度以5℃/min-25℃/min斜升，持續(xù)2min至20min的時間段，

所述緩沖層被設置為1μm至4μm的厚度，

所述成核層被設置為10nm-100nm的厚度。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述基底通過蝕刻氣體H₂、HCl、HF、HBr、SiF₄、Cl₂、或其組合被原位或非原位預處理。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述基底通過蝕刻氣體H₂和HCl、HF、HBr、SiF₄、Cl₂中的任一種的組合被原位或非原位預處理。

11.根據權利要求9所述的方法，其中在至少1250℃的溫度，所述基底預處理時的所述壓力是100毫巴至10毫巴。

12.根據權利要求9所述的方法，其中在至少1400℃的溫度，所述基底預處理時的所述壓力是1000毫巴至10毫巴。