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一種包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片及其制備方法和應(yīng)用與流程

文檔序號:40602671發(fā)布日期:2025-01-07 20:43閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片,其特征在于,包括:

2.如權(quán)利要求1所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片,其特征在于,所述硅單晶襯底的尺寸包括但不限于直徑1英寸、2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸。

3.如權(quán)利要求2所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片,其特征在于,所述氮化鎵單晶薄膜質(zhì)量提升層無裂紋且位錯密度不高于5×108cm-2。

4.如權(quán)利要求1所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片,其特征在于,所述超薄多孔氧化鋁弱鍵合解耦合層的孔隙度為15-85%。

5.如權(quán)利要求1所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片,其特征在于,所述氮化鋁單晶薄膜成核層模板層的位錯密度不高于1×108cm-2且表面粗糙度不高于1.0nm。

6.一種制備權(quán)利要求1-5任一項所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片的方法,其特征在于,包括以下步驟:

7.如權(quán)利要求6所述的制備所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片方法,其特征在于,所述步驟s5中,氫氣氣氛下高溫高真空退火的條件為:退火溫度700-900℃,氫氣氣氛壓力50-100pa,高溫高真空退火時間0.5-5.0小時。

8.如權(quán)利要求6所述的制備所述的大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片方法,其特征在于,所述步驟s6中,氨氣氣氛下高溫高真空退火的條件為:退火溫度900-1100℃,氨氣氣氛壓力5-50pa,高溫高真空退火時間1.0-10.0小時。

9.如權(quán)利要求6所述的制備所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片方法,其特征在于,所述超薄鋅鋁氧多晶薄膜層中的鋅組分的原子百分比濃度為15-85%。

10.如權(quán)利要求1-5任一項所述的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片,或者如權(quán)利要求6-9任一項所述方法制得的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片應(yīng)用于制備氮化鎵功率電子器件、氮化鎵微波射頻器件、氮化鎵發(fā)光二極管器件、氮化鎵激光二極管器件、氮化鎵紫外探測器器件。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片及其制備方法和應(yīng)用,涉及半導體材料技術(shù)領(lǐng)域。該包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片由硅襯底、氮化鋁非晶薄膜阻擋層、超薄多孔氧化鋁弱鍵合解耦合層、氮化鋁單晶薄膜成核層模板層及氮化鎵單晶薄膜質(zhì)量提升層依次疊加構(gòu)成。本發(fā)明通過超薄多孔氧化鋁弱鍵合解耦合層中的孔隙大小和孔隙密度調(diào)控,從而實現(xiàn)其上氮化鋁單晶薄膜成核層模板層的弱鍵合解耦合效果調(diào)控,進而實現(xiàn)硅襯底氮化鎵材料的大失配應(yīng)力調(diào)控、無裂紋厚度與材料結(jié)晶質(zhì)量及材料制備效率提升。本發(fā)明的包含大失配應(yīng)力調(diào)控結(jié)構(gòu)的硅襯底氮化鎵晶片可以應(yīng)用于研制生產(chǎn)氮化鎵基功率電子器件、微波射頻器件及光電子器件。

技術(shù)研發(fā)人員:楊少延,任順標,劉祥林,楊瑞
受保護的技術(shù)使用者:深圳市中科半導體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/6
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