[發明專利]一種高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料及其生長方法

有效

• 申請號: 201811118793.1
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109300980B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 黎大兵;蔣科;孫曉娟;賈玉萍;石芝銘;劉賀男
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01L29/20
• 分類號: H01L29/20;H01L21/02
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王瑩

1.高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料，其特征在于，包括從下至上依次設置的氮化鋁層(2)、摻雜外延層(3)和漸變外延層(4)；

所述氮化鋁層(2)為Al極性面；

所述摻雜外延層(3)的材料為Mg摻雜的P型AlGaN，摻雜外延層(3)為金屬面極性；

所述漸變外延層(4)為從下至上依次設置的多層結構，每層材料皆為非故意摻雜Al_xGa_1-xN材料，且多層非故意摻雜Al_xGa_1-xN材料的Al組分從下至上逐漸減少。

2.根據權利要求1所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料，其特征在于，該P型AlGaN材料，還包括襯底層(1)，所述襯底層(1)設置在氮化鋁層(2)的下表面上。

3.根據權利要求2所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料，其特征在于，所述襯底層(1)的材料為藍寶石、碳化硅或硅。

4.根據權利要求1所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料，其特征在于，所述摻雜外延層(3)的厚度大于0小于等于1.5μm。

5.根據權利要求1所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料，其特征在于，所述漸變外延層(4)的厚度在0.5至3μm之間。

6.權利要求1-5任何一項所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料生長方法，步驟如下：

步驟一、無襯底層(1)時，直接取氮化鋁材料作為氮化鋁層(2)；

有襯底層(1)時，在襯底層(1)的表面生長氮化鋁材料，得到氮化鋁層(2)；

步驟二、在氮化鋁層(2)上生長Mg摻雜的AlGaN材料，得到摻雜外延層(3)；

步驟三、在摻雜外延層(3)上生長多層非故意摻雜Al_xGa_1-xN材料，多層非故意摻雜Al_xGa_1-xN材料的Al組分從下至上逐漸減少，形成漸變外延層(4)；

所述漸變外延層(4)的生長分階段進行，下一個階段的溫度較上一個階段的溫度低，每個Al組分的非故意摻雜Al_xGa_1-xN材料為一個階段，每個階段的生長都要保證溫度穩定再進行。

7.根據權利要求6所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料生長方法，其特征在于，在襯底層(1)的表面生長氮化鋁材料的方法為金屬有機化學氣相沉積法或氫化物氣相外延沉積法。

8.根據權利要求6所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料生長方法，其特征在于，所述摻雜外延層(3)利用金屬有機化學氣相沉積法或分子束外延法生長。

9.根據權利要求6所述的高遷移率高空穴濃度P型AlGaN材料生長方法，其特征在于，所述漸變外延層(4)的生長，Al組分的改變通過改變TMAl的流量來實現，TMGa流量不改變，總的氣流量保持不變。