[發明專利]一種金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法及其器件

在審

• 申請號: 202011375816.4
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112614880A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 任澤陽;梁振芳;張金風;蘇凱;邢宇菲;楊士奇;許晟瑞;張進成;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/16;H01L29/20;H01L21/02
• 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

1.一種金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

對第一襯底的第一表面進行刻蝕，形成若干凹槽；

在具有若干凹槽的第一表面生長金剛石材料，并使所述金剛石材料填滿所述凹槽且覆蓋所述第一襯底的第一表面，以形成第二襯底；

對所述第一襯底的第二表面進行減薄處理使所述金剛石露出，形成復合襯底；

在所述復合襯底上選擇性的生長氮化物材料，以形成氮化物緩沖層。

2.根據權利要求1所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，所述第一襯底的材料包括硅、氮化鋁、藍寶石、碳化硅中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，所述凹槽均勻分布在所述第一襯底的第一表面上。

4.根據權利要求3所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，所述凹槽之間的間距為1-10μm。

5.根據權利要求3所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，所述凹槽的深度為0.1-1μm。

6.根據權利要求1所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，所述第二襯底的厚度為50-300μm。

7.根據權利要求1所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，對所述第一襯底的第二表面進行減薄處理使所述金剛石露出，形成復合襯底，包括：

將整個樣品翻轉，利用深硅刻蝕方法和機械拋光方法對所述第一襯底的第二表面進行減薄處理，以形成表面呈現第一襯底與第二襯底間隔分布的復合襯底。

8.根據權利要求1所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，在所述復合襯底上選擇性的生長氮化物材料，以形成氮化物緩沖層，包括：

在間隔分布的所述第一襯底上生長氮化物材料，利用氮化物材料在生長過程中的外擴性使所述氮化物材料向所述第一襯底兩邊的所述第二襯底上擴散，直至所述氮化物材料覆蓋所述第一襯底和所述第二襯底，形成氮化物緩沖層。

9.根據權利要求1所述的金剛石復合襯底氮化鎵器件的制備方法，其特征在于，在所述復合襯底上生長氮化物材料，形成氮化物緩沖層步驟之后，還包括：

在所述氮化物緩沖層上生長氮化鎵過渡層；

在所述氮化鎵過渡層上生長氮化鎵勢壘層；

在所述氮化鎵勢壘層上制備源極、漏極和柵極，以完成器件制備。

10.一種金剛石復合襯底氮化鎵器件，其特征在于，包括復合襯底(5)、氮化物緩沖層(6)、氮化鎵過渡層(7)、氮化鎵勢壘層(8)、源極(9)、漏極(10)和柵極(11)，所述器件由權利要求1-9任一項所述的制備方法制備而成。