一种高均匀性氮化镓异质结材料结构及外延生长方法

专利申请号：CN202211558532.8

公 开 号：CN115719758A

发 明 人：彭大青 李忠辉 李传皓 杨乾坤 陈韬 

代 理 人：南京经纬专利商标代理有限公司王姗

代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司

专利类型：发明专利

申 请 日：20230228

公 开 日：20221206

专利主分类号：H01L29/06

关 键 词：插入层 材料结构 衬底 氮化镓高电子迁移率晶体管 金属有机物化学气相沉积 载流子 半导体单晶薄膜 氮化镓异质结 二维电子气 晶格失配度 材料性能 电学特性 高均匀性 晶格驰豫 外延生长 选择窗口 常规的 成核层 均匀性 量子阱 迁移率 异质结 原子层 渐变 限域 制备 生长 

摘      要：一种高均匀性氮化镓异质结材料结构及外延生长方法，涉及半导体单晶薄膜技术领域。所述材料结构自下而上包括：SiC衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、InAlGaN插入层、AlGaN势垒层；所述材料采用金属有机物化学气相沉积方法在衬底上外延制备。InAlGaN插入层能够增强异质结量子阱中载流子的限域性，提高二维电子气迁移率。与常规的AlN插入层相比，InAlGaN插入层与GaN缓冲层的晶格失配度较小，不易发生晶格驰豫，厚度的选择窗口较大，工艺容易控制，插入层原子层数增加有利于提高氮化镓高电子迁移率晶体管材料电学特性的均匀性、一致性。采用渐变升温的工艺生长InAlGaN插入层，能够有效提高插入层表面质量，避免升温对材料性能的影响。