[發明專利]改善硅襯底質量的高電子遷移率晶體管外延片制備方法

在審

• 申請號: 202210141951.5
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN114743872A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 蔣媛媛;蘇晨;劉旺平
• 申請（專利權）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L21/3105
• 分類號: H01L21/3105;H01L21/335
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 呂耀萍

本公開提供了一種改善硅襯底質量的高電子遷移率晶體管外延片制備方法，屬于半導體器件技術領域。硅襯底包括硅材料主體與氧化硅涂層，硅材料主體包括相互平行且相反的第一表面與第二表面，第二表面涂覆氧化硅涂層。在第一表面生長外延材料之前先對氧化硅涂層進行過飽和處理，保證氧化硅涂層缺失的部位可以得到填充，保證生長外延材料之前，硅襯底的氧化硅涂層的完整性。硅襯底的氧化硅涂層為完整且厚度均勻的一層材料，則硅襯底整體的厚度以及傳熱也較為均勻，可以保證在硅襯底上生長的外延材料的均勻生長與反應，降低最終得到的外延片中由氧化硅涂層導致的滑移缺陷，高電子遷移率晶體管的質量可以得到有效提高。

技術領域

本公開涉及到了半導體器件技術領域，特別涉及到一種改善硅襯底質量的高電子遷移率晶體管外延片制備方法。

背景技術

HEMT(High Electron Mobility Transistor，高電子遷移率晶體管)是一種異質結場效應晶體管，其廣泛應用于各種電器內。HEMT外延片是制備HEMT器件的基礎，HEMT外延片包括襯底與依次層疊在襯底上的AlGaN緩沖層、AlGaN高阻層、GaN溝道層、AlGaN勢壘層與GaN蓋帽層。

HTME器件制造過程中為了提高導電能力、降低襯底部分的壓降和能耗，大多選用硅襯底進行外延材料的生長。硅襯底通常包括硅材料主體與氧化硅涂層，硅材料主體包括兩個相互平行且相反的第一表面與第二表面。氧化硅涂層覆蓋在第二表面上，硅材料主體的第一表面則用于生長外延材料。由于硅襯底的氧化硅涂層的厚度不會過大，且硅襯底在制備與使用移動的過程中，硅襯底的邊緣部分的氧化硅涂層或多或少均存在缺失的情況。硅材料主體的邊緣的氧化硅涂層的缺失，會導致硅襯底的傳熱不均，并且使硅襯底上生長的外延材料存在從邊緣延伸至外延材料的中心的滑移缺陷，影響最終得到的外延片的晶體質量。

發明內容

本公開實施例提供了一種改善硅襯底質量的高電子遷移率晶體管外延片制備方法，可以減少最終得到的高電子遷移率晶體管內存在的滑移缺陷，有效提高得到的HEMT的質量。所述技術方案如下：

本公開實施例提供了一種高電子遷移率晶體管外延片，所述改善硅襯底質量的高電子遷移率晶體管外延片制備方法包括：

提供一硅襯底，所述硅襯底包括硅材料主體與氧化硅涂層，所述硅材料主體包括兩個相互平行且相反的第一表面、第二表面以及連接所述第一表面與所述第二表面的側壁，所述氧化硅涂層覆蓋在所述第二表面上；

對所述氧化硅涂層的邊緣進行過飽和處理以填充所述氧化硅涂層缺失的部位，所述氧化硅涂層的邊緣為所述氧化硅涂層與所述硅材料主體的側壁相接的部位；

在所述硅材料主體的第一表面上依次生長AlGaN緩沖層、AlGaN高阻層、GaN溝道層、AlGaN勢壘層與GaN蓋帽層。

可選地，所述對所述氧化硅涂層的邊緣進行過飽和處理以填充所述氧化硅涂層缺失的部位，包括：

將所述硅襯底放置在金屬有機化學氣相沉積設備中，并使所述硅襯底的所述第一表面支撐在所述金屬有機化學氣相沉積設備的襯底凹槽內；

向所述金屬有機化學氣相沉積設備的反應腔內通入SiH₄與O₂，以對所述氧化硅涂層進行過飽和處理以填充所述氧化硅涂層缺失的部位。

可選地，向所述反應腔內通入50～100sccm的SiH₄與1000～5000sccm的O₂，以對所述氧化硅涂層進行過飽和處理以填充所述氧化硅涂層缺失的部位。

可選地，在壓力為5～20mbar的條件下對所述氧化硅涂層進行過飽和處理以填充所述氧化硅涂層缺失的部位。

可選地，在溫度為1000～1100℃條件下對所述氧化硅涂層進行過飽和處理以填充所述氧化硅涂層缺失的部位。