[發(fā)明專利]用于氮化鎵高溫退火的保護結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111356887.4
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114068444A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王哲明;張璇;于國浩;張寶順;鄧旭光
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L21/56;H01L21/324
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種用于氮化鎵高溫退火的保護結(jié)構(gòu)，其特征在于包括：依次層疊設(shè)置在氮化鎵材料表面的第一保護層、第二保護層和第三保護層，所述第一保護層、第二保護層和第三保護層的材質(zhì)包括AlN。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一保護層和第二保護層是采用物理和/或化學氣相沉積方式生長形成的，并且所述第二保護層的生長溫度低于所述第一保護層的生長溫度；

優(yōu)選的，所述第一保護層的生長溫度為1100～1200℃，生長時間為1～3min，所述第二保護層的生長溫度為600～800℃，生長時間為4～10min；

優(yōu)選的，所述第一保護層是在保護氣體氣氛下生長形成的；優(yōu)選的，所述保護氣體氣氛包括氮氣氣氛。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一保護層的厚度為1～10nm，所述第二保護層的厚度為5～25nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第三保護層為低應(yīng)力AlN；優(yōu)選的，所述第三保護層的厚度為120～270nm；和/或，所述第三保護層是采用物理和/或化學氣相沉積方式生長形成的；優(yōu)選的，所述第三保護層是采用濺射方式形成的；所述第三保護層的生長溫度為200～400℃。

5.一種氮化鎵高溫退火激活的方法，其特征在于包括：在氮化鎵材料表面形成如權(quán)利要求1-4中任一項所述的保護結(jié)構(gòu)，之后在常壓、1200℃以上的溫度條件下對所述氮化鎵材料進行退火。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述退火的溫度為1200～1250℃，時間為5～30min；

優(yōu)選的，所述退火是在氮氣氣氛中進行的。

7.一種P型氮化鎵材料的制備方法，其特征在于包括：

在氮化鎵材料內(nèi)摻入受主雜質(zhì)；

采用物理和/或化學氣相沉積方式在所述氮化鎵材料上依次生長第一保護層、第二保護層和第三保護層，制得保護結(jié)構(gòu)，其中，所述第二保護層的生長溫度低于所述第一保護層的生長溫度，所述第一保護層、第二保護層和第三保護層均為AlN層；

將表面覆蓋有所述保護結(jié)構(gòu)的氮化鎵材料在常壓、1200℃以上條件下退火，以將氮化鎵材料中的受主雜質(zhì)激活，制得P型氮化鎵材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述第一保護層的生長溫度為1100～1200℃，生長時間為1～3min，所述第二保護層的生長溫度為600～800℃，生長時間為4～10min；

優(yōu)選的，所述第一保護層的厚度為1～10nm，所述第二保護層的厚度為5～25nm；

優(yōu)選的，所述第三保護層的生長溫度為200～400℃；優(yōu)選的，所述第三保護層的厚度為120～270nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述退火的溫度為1200～1250℃，時間為5～30min；優(yōu)選的，所述退火是在氮氣氣氛中進行的。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于還包括：將P型氮化鎵材料上的所述保護結(jié)構(gòu)去除。