[發明專利]半導體結構、自支撐氮化鎵層及其制備方法

有效

• 申請號: 202010062288.0
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111243946B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 特洛伊·喬納森·貝克;王穎慧;羅曉菊;武澤成
• 申請（專利權）人: 鎵特半導體科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 史治法

1.一種半導體結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供襯底；

于所述襯底上形成多層圖形化掩膜層；所述多層圖形化掩膜層包括上下疊置的第一圖形化掩膜層及第二圖形化掩膜層，所述第一圖形化掩膜層與所述第二圖形化掩膜層具有不同的熱膨脹系數；所述第一圖形化掩膜層的材料包括硅基氧化物、硅基氮化物、金屬氧化物及金屬氮化物中的至少一種，且所述第二圖形化掩膜層包括單層金屬層或多種金屬形成的合金層；所述多層圖形化掩膜層包括多層所述第一圖形化掩膜層及多層所述第二圖形化掩膜層，所述第一圖形化掩膜層與所述第二圖形化掩膜層依次交替疊置。

2.根據權利要求1所述的半導體結構的制備方法，其特征在于，于所述襯底上形成所述多層圖形化掩膜層之前還包括于所述襯底的表面形成氮化物緩沖層的步驟，于所述襯底的表面形成所述氮化物緩沖層包括如下步驟：

于所述襯底上形成至少一層In_yGa_zN層，其中，0≤y≤1，0≤z≤1且y+z＝1；所述多層圖形化掩膜層形成于所述氮化物緩沖層的表面。

3.根據權利要求1所述半導體結構的制備方法，其特征在于，所述第一圖形化掩膜層的材料包括SiO₂、WN_X、及CrO₂中的一種或幾種，其中，X＝1，2，3，4；所述第二圖形化掩膜層的材料包括Au，W，Mo，Cr，Co，Zr，Ta，Ti，Nb，Ni，V，Hf，Pd及Cu中的一種金屬或至少兩種金屬的合金層。

4.一種半導體結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供襯底；

于所述襯底上形成多層圖形化掩膜層；所述多層圖形化掩膜層包括上下疊置的第一圖形化掩膜層及第二圖形化掩膜層，所述第一圖形化掩膜層與所述第二圖形化掩膜層具有不同的熱膨脹系數；所述第一圖形化掩膜層包括單層金屬層或多種金屬形成的合金層，且所述第二圖形化掩膜層的材料包括硅基氧化物、硅基氮化物、金屬氧化物及金屬氮化物中的至少一種；所述多層圖形化掩膜層包括多層所述第一圖形化掩膜層及多層所述第二圖形化掩膜層，所述第一圖形化掩膜層與所述第二圖形化掩膜層依次交替疊置。

5.根據權利要求4所述半導體結構的制備方法，其特征在于，所述第一圖形化掩膜層的材料包括Au，W，Mo，Cr，Co，Zr，Ta，Ti，Nb，Ni，V，Hf，Pd及Cu中的一種金屬或至少兩種金屬的合金層，所述第二圖形化掩膜層的材料包括SiO₂、WN_X、及CrO₂中的一種或幾種，其中，X＝1，2，3，4。

6.一種半導體結構，其特征在于，包括：

襯底；

多層圖形化掩膜層，包括上下疊置的第一圖形化掩膜層及第二圖形化掩膜層，所述第一圖形化掩膜層與所述第二圖形化掩膜層具有不同的熱膨脹系數；所述第一圖形化掩膜層的材料包括硅基氧化物、金屬氧化物及金屬氮化物中的至少一種，且所述第二圖形化掩膜層包括單層金屬層或多種金屬形成的合金層；所述多層圖形化掩膜層包括多層所述第一圖形化掩膜層及多層所述第二圖形化掩膜層，所述第一圖形化掩膜層與所述第二圖形化掩膜層依次交替疊置。

7.根據權利要求6所述的半導體結構，其特征在于，所述半導體結構還包括氮化物緩沖層，位于所述襯底與所述多層圖形化掩膜層之間；氮化物緩沖層包括至少一層In_yGa_zN層，其中，0≤y≤1，0≤z≤1且y+z＝1。

8.根據權利要求7所述的半導體結構，其特征在于，形成的所述In_yGa_zN層中，0.01≤y≤0.1。

9.根據權利要求6所述的半導體結構，其特征在于，所述第一圖形化掩膜層的厚度為10～1000nm，所述第二圖形化掩膜層的厚度為20～500nm。