[發明專利]一種III族氮化物和硅異質集成襯底及其制造方法

有效

• 申請號: 201610283863.3
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN107342215B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 陳龍
• 申請（專利權）人: 上海芯晨科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種III族氮化物和硅異質集成襯底的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：提供一自下而上依次包括硅襯底、第一絕緣層及硅層的SOI襯底；

S2：在所述硅層表面形成第二絕緣層，并刻蝕得到外延窗口；所述外延窗口自上而下依次貫穿所述第二絕緣層、硅層、第一絕緣層，并暴露出所述硅襯底；

S3：在所述外延窗口側壁形成作為隔離結構的側墻；

S4：在所述外延窗口內外延生長III族氮化物疊層結構；所述第一絕緣層、硅層、第二絕緣層構成硅基疊層結構；

S5：形成覆蓋于所述硅基疊層結構及所述III族氮化物疊層結構表面的蓋帽層；

其中，所述SOI襯底采用鍵合技術得到，所述鍵合技術在熱處理溫度為500℃附近時，氫離子注入處會形成連續的空腔，從而自動剝離形成SOI結構；所述SOI襯底采用混合晶向襯底，所述硅襯底采用(111)晶向硅，所述硅層采用(100)晶向硅；所述硅基疊層結構用于制作傳統電路，所述傳統電路是在所述硅層上制造；所述蓋帽層的下表面與所述III族氮化物疊層結構的上表面、所述隔離結構的上表面及所述第二絕緣層的上表面接觸，用于保護所述硅基疊層結構及所述III族氮化物疊層結構；所述III族氮化物疊層結構自下而上依次包括緩沖層、非故意摻雜GaN層、N型GaN層及AlGaN蓋帽層，或者自下而上依次包括緩沖層、非故意摻雜GaN層、AlGaN層、N型GaN層、InGaN量子阱層、P型AlGaN層及P型GaN層，所述III族氮化物疊層結構中GaN層與AlGaN層形成的二維電子氣遷移率大于2000cm²/V·s，載流子面濃度達到10¹³量級；于所述步驟S2中，形成所述外延窗口時，采用濕法腐蝕工藝刻蝕所述第一絕緣層。

2.一種III族氮化物和硅異質集成襯底，其特征在于，所述III族氮化物和硅異質集成襯底是采用如權利要求1所述的III族氮化物和硅異質集成襯底的制造方法制造得到，包括：

硅襯底；

形成于所述硅襯底第一預設區域表面的III族氮化物疊層結構；

形成于所述硅襯底第二預設區域表面的硅基疊層結構；所述硅基疊層結構自下而上依次包括第一絕緣層、硅層、第二絕緣層；所述硅基疊層結構與所述III族氮化物疊層結構之間通過隔離結構隔離；

覆蓋于所述硅基疊層結構及所述III族氮化物疊層結構表面的蓋帽層。

3.根據權利要求2所述的III族氮化物和硅異質集成襯底，其特征在于：所述第一絕緣層、第二絕緣層均包括二氧化硅材料。

4.根據權利要求2所述的III族氮化物和硅異質集成襯底，其特征在于：所述蓋帽層包括二氧化硅材料。