[發明專利]基于碳化硅襯底的半導體結構制備方法及半導體結構

有效

• 申請號: 201910975090.9
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110993505B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 賈仁需;于淼;余建剛;王卓
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/363
• 分類號: H01L21/363;H01L29/24;H01L31/032
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種基于碳化硅襯底的半導體結構制備方法，包括：選取碳化硅襯底層；在所述碳化硅襯底層表面上制備(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1?x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;緩沖層；在所述(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1?x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;緩沖層表面上制備Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜層。本發明所提供的基于碳化硅襯底的半導體結構制備方法首先在碳化硅襯底層表面形成(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1?x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;緩沖層，從而減少了由于晶格失配引起的位錯缺陷，然后又在(Insubgt;x/subgt;Gasubgt;1?x/subgt;)subgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;緩沖層表面形成Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜層，從而提高后續生長的Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜層的結晶度，最終實現了在碳化硅襯底層上制備高結晶的Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜材料的結構。

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，具體涉及一種碳化硅外延氧化鎵薄膜方法及碳化硅外延氧化鎵薄膜結構。

背景技術

近年來，作為第三代半導體的Ga₂O₃材料由于其具有較大的禁帶寬度，較高的擊穿電場強度，較小的導通電阻，受人們的廣泛關注，并且是研制功率器件的最佳材料選擇。目前可以通過高溫等方法制備Ga₂O₃的單晶襯底，并且可以在其上面進行同質外延具有優良的光學性能以及電學性能的Ga₂O₃薄膜，可以用作具有高性能的功率電子器件、紫外光電探測器以及紫外傳感器，應用前景比較廣泛，然而，由于其較低的熱導率，限制了其功率電子器件在高溫下的應用。

SiC作為第三代半導體材料，同樣具有優異的性能，并且具有較高的熱導率，SiC和Ga₂O₃的結合，不僅能夠發揮各自的優勢，并且可以解決氧化鎵低熱導率的問題，然而，SiC和Ga₂O₃由于較大的晶格失配導致許多缺陷的存在，限制了其廣泛的應用。

因此，解決SiC和Ga₂O₃之間由于晶格失配導致的缺陷問題，在碳化硅襯底上生長高結晶質量的氧化鎵薄膜，對未來SiC和Ga₂O₃材料的結合在功率電子器件高溫環境下的應用具有較大的意義。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種碳化硅外延氧化鎵薄膜方法及碳化硅外延氧化鎵薄膜結構。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種基于碳化硅襯底的半導體結構制備方法，包括：

選取碳化硅襯底層；

在所述碳化硅襯底層表面上制備(In_xGa_1-x)₂O₃緩沖層；

在所述(In_xGa_1-x)₂O₃緩沖層表面上制備Ga₂O₃薄膜層。

在本發明的一個實施例中，所述碳化硅襯底層的厚度為300μm～700μm。

在本發明的一個實施例中，在所述碳化硅襯底層表面上制備(In_xGa_1-x)₂O₃緩沖層，包括：