[發明專利]低損耗氮化鎵射頻材料外延結構及制備方法有效
| 申請號： | 202011387036.1 | 申請日： | 2020-12-02 |
| 公開（公告）號： | CN112531015B | 公開（公告）日： | 2023-09-22 |
| 發明（設計）人： | 王琦;梁智文;王新強;張國義 | 申請（專利權）人： | 北京大學東莞光電研究院 |
| 主分類號： | H01L29/06 | 分類號： | H01L29/06;H01L29/778;H01L21/335 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 523000 廣東省東莞*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 損耗 氮化 射頻 材料 外延 結構 制備 方法 | ||
1.一種低損耗氮化鎵射頻材料外延結構，其特征在于，包括：
硅襯底；
生長在所述硅襯底上的HT-AlN/AlGaN緩沖層，所述HT-AlN/AlGaN緩沖層包括生長在所述襯底上的高溫氮化鋁層及生長在所述高溫氮化鋁層上的漸變鋁鎵氮層，所述漸變鋁鎵氮層包括三層不同鋁組分的鋁鎵氮層，分別為第一鋁鎵氮層、第二鋁鎵氮層及第三鋁鎵氮層，第一鋁鎵氮層的鋁組分為80％，所述第二鋁鎵氮層的鋁組分為50％，所述第三鋁鎵氮層的鋁組分為20％；
生長在所述緩沖層上的氮化鎵溝道層；
生長在所述氮化鎵溝道層上的N型低摻雜氮化鎵層；
生長在所述N型低摻雜氮化鎵層上的鋁鎵氮勢壘層；
生長在所述勢壘層上的氮化鎵帽層；
所述高溫氮化鋁層的厚度為100nm-200nm；第一鋁鎵氮層的厚度為100nm-400nm；所述第二鋁鎵氮層的厚度為400-800nm；所述第三鋁鎵氮層的厚度為800nm-1200nm；
所述N型低摻雜氮化鎵層厚度為10nm-20nm，載流子濃度為1*E16/cm3-1*E18/cm3；
所述鋁鎵氮勢壘層厚度為15nm-30nm；
所述氮化鎵帽層厚度為1nm-5nm。
2.一種根據權利要求1所述的低損耗氮化鎵射頻材料外延結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
提供一塊硅襯底，并對硅襯底進行清洗；
將清洗后的硅襯底放進MOCVD設備里面進行HT-AlN/AlGaN緩沖層外延生長；
繼續在HT-AlN/AlGaN緩沖層上外延生長出一層氮化鎵溝道層；
繼續在氮化鎵溝道層上外延生長出一層N型低摻雜氮化鎵層；
繼續在N型低摻雜氮化鎵層外延生長出一層鋁鎵氮勢壘層；
最后在鋁鎵氮勢壘層外延生長出一層氮化鎵帽層，得到低損耗氮化鎵射頻材料外延結構。
3.根據權利要求2所述的低損耗氮化鎵射頻材料外延結構的制備方法，其特征在于，所述HT-AlN/AlGaN緩沖層外延生長的步驟包括：
在硅襯底上外延生長出一層高溫氮化鋁層；
在高溫氮化鋁層上外延生長出一層鋁組分為80％的第一鋁鎵氮層；
在第一鋁鎵氮層上外延生長出一層鋁組分為50％的第二鋁鎵氮層；
在第二鋁鎵氮層上外延生長出一層鋁組分為20％的第三鋁鎵氮層。
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