[發明專利]一種GaN襯底及其制備方法在審

申請號：	202210160186.1	申請日：	2022-02-22
公開（公告）號：	CN114597118A	公開（公告）日：	2022-06-07
發明（設計）人：	王雷	申請（專利權）人：	上海華虹宏力半導體制造有限公司
主分類號：	H01L21/02	分類號：	H01L21/02;H01L29/20;C30B25/18;C30B29/40
代理公司：	上海浦一知識產權代理有限公司 31211	代理人：	戴廣志
地址：	201203 上海市浦東新區中***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 gan 襯底及其制備方法
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【說明書】：

本發明提供一種GaN襯底的制備方法，包括：提供一形成有隔離層的襯底；刻蝕隔離層以形成溝槽；在溝槽中形成緩沖層，所述緩沖層的至少部分上表面低于所述隔離層的上表面；以及在所述緩沖層的至少部分上表面上形成GaN層。本發明還提供一種GaN襯底。本申請通過減小GaN層在硅襯底上的形成面積以及在緩沖層上形成GaN層的雙重作用，使得GaN層與硅襯底晶格匹配，從而獲得晶體質量高的GaN層。進一步的，在硅片上局部形成GaN層，使得整體硅襯底機械特性滿足傳統的硅基生產線設備需求，不需要另外建設新產線，降低了生產投入的成本，提高了生產效率。

技術領域

本申請涉及襯底制備技術領域，具體涉及一種GaN襯底及其制備方法。

背景技術

作為第三代半導體材料的代表，氮化鎵(GaN)具有許多優良的特性，高臨界擊穿電場、高電子遷移率、高二維電子氣濃度和良好的高溫工作能力等。相比于Si器件，GaN器件的能帶寬度和載流子特性等性能更為優越。目前GaN器件一般采用特別的材料作為襯底，例如圖形化的藍寶石襯底(Al₂O₃)，所以目前 GaN器件的生產線和傳統硅基生產線不兼容。

但由于硅基GaN器件具有更快速的開關、更低的功率損耗及更低的成本等顯著優勢，所以越來越多的領域需要用到硅基GaN器件。目前硅基GaN器件的難點在于硅基上的GaN外延層的形成，因GaN材料和Si襯底的應力和材料適配性差異導致無法在硅基上直接全面形成GaN襯底；此外，當硅基GaN器件的需求量不高時，另外建設適合制備硅基GaN襯底的生產線成本投入太大，所以目前需要一種能夠使用傳統硅基生產線制備硅基GaN襯底的方法。

發明內容

本申請提供了一種GaN襯底及其制備方法，可以解決無法使用傳統硅基生產線制備硅基GaN襯底的問題。

一方面，本申請實施例提供了一種GaN襯底的制備方法，包括：

提供一襯底，并在所述襯底上形成隔離層；

刻蝕所述隔離層至所述襯底表面以形成溝槽；

在所述溝槽中形成緩沖層，其中，所述緩沖層的至少部分上表面低于所述隔離層的上表面；以及，

在所述溝槽中的所述緩沖層的所述至少部分上表面上形成GaN層。

可選的，在所述GaN襯底的制備方法中，在所述溝槽中形成所述緩沖層的步驟包括：

在所述溝槽中采用選擇性生長工藝形成所述緩沖層。

可選的，在所述GaN襯底的制備方法中，形成所述緩沖層的步驟包括：

形成第一材料層，所述第一材料層填充所述溝槽以及覆蓋所述隔離層；

回刻去除所述隔離層表面的所述第一材料層以及所述溝槽中部分厚度的所述第一材料層以得到所述緩沖層，其中，所述緩沖層覆蓋所述溝槽的部分側壁。