[發明專利]射頻器件的外延結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202210564546.4
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115207082A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 王群;龔逸品;李鵬;王江波
• 申請（專利權）人: 華燦光電（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/778;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

本公開提供了一種射頻器件的外延結構及其制備方法，屬于半導體技術領域。該射頻器件的外延結構包括依次層疊的基板、成核層、第一AlN層、第一GaN層、第二AlN層、AlGaN層和第二GaN層；所述基板包括：襯底和氧化鋁膜，氧化鋁膜層疊于所述襯底的表面，所述氧化鋁膜位于所述襯底和所述成核層之間。本公開能改善射頻器件的外延結構生長過程中因襯底受損而影響生長質量的問題，提升外延結構的生長質量。

技術領域

本公開涉及半導體技術領域，特別涉及一種射頻器件的外延結構及其制備方法。

背景技術

氮化鎵材料由于禁帶寬度大、遷移率高等優勢，被廣泛用于電力電子器件、射頻器件和光電器件中。射頻器件是常見的半導體光電轉換器件。其中，最廣泛應用的是高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)。

相關技術中，射頻器件的外延結構包括依次層疊的硅襯底、成核層和AlGaN/GaN異質結。

然而，襯底上在外延生長過程中，容易受到溫度、氣體和MO源的影響出現刻蝕損傷，以影響外延生長的AlN和GaN膜層的質量。

發明內容

本公開實施例提供了一種射頻器件的外延結構及其制備方法，能改善射頻器件的外延結構生長過程中因襯底受損而影響生長質量的問題，提升外延結構的生長質量。所述技術方案如下：

本公開實施例提供了一種射頻器件的外延結構，所述外延結構包括依次層疊的基板、成核層、第一AlN層、第一GaN層、第二AlN層、AlGaN層和第二GaN層；所述基板包括：襯底和氧化鋁膜，所述氧化鋁膜層疊于所述襯底的表面，所述氧化鋁膜位于所述襯底和所述成核層之間。

在本公開實施例的一種實現方式中，所述氧化鋁膜的厚度為15nm至50nm。

在本公開實施例的另一種實現方式中，所述成核層包括分布在所述基板的表面的AlN顆粒，所述成核層中的AlN顆粒的顆粒分布密度為10⁸cm^-2至10⁹cm^-2。

在本公開實施例的另一種實現方式中，所述成核層的AlN顆粒的粒徑為50nm至100nm。

在本公開實施例的另一種實現方式中，所述成核層的厚度為15nm至80nm。

在本公開實施例的另一種實現方式中，所述第一AlN層的厚度為1μm至2μm，所述第一AlN層的缺陷密度為5×10⁸cm^-2至5×10⁹cm^-2。

在本公開實施例的另一種實現方式中，所述第一GaN層的厚度為150nm至300nm；所述第二AlN層的厚度為15nm至30nm。

在本公開實施例的另一種實現方式中，所述AlGaN層的厚度為15nm至30nm，所述AlGaN層中Al的摩爾含量為0.2至0.35，所述第二GaN層的厚度為3nm至15nm。

本公開實施例提供了一種射頻器件的外延結構的制備方法，所述制備方法包括：提供一基板；在所述基板上形成依次形成成核層、第一AlN層、第一GaN層、第二AlN層、AlGaN層和第二GaN層，所述基板包括：襯底和氧化鋁膜，氧化鋁膜疊于所述襯底的表面，所述氧化鋁膜位于所述襯底和所述成核層之間。

在本公開實施例的另一種實現方式中，所述提供一基板包括：對襯底上進行氮化處理；控制生長溫度為80℃至150℃，在所述襯底上沉積氧化鋁膜；在溫度為800℃至1000℃的環境下，對所述襯底進行退火處理，得到所述基板。

本公開實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：