氮化镓外延结构制备工艺

天元航材化工原料厂家的小编今天给大家介绍下关于氮化镓外延结构制备工艺的的相关介绍，我们是一家生产销售白石墨，六方氮化硼等氮化硼化工原料的厂家，已有51年的生产工艺经验，六方氮化硼石墨烯复合层可以作为缓冲层应用与氮化镓外延结构的制备工艺中，接下来小编就给大家介绍介绍吧！

氮化镓是一种无机物质，化学GaN，是氮和镓的化合物，GaN材料的研究和应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是微电子器件、光电子器件的发展与SIC、金刚石等半导体材料一起，被认为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料，直接带隙半导体。
目前适合GaN外延生长的衬底主要有单晶硅衬底、蓝宝石衬底和碳化硅(sic)衬底。由于sic衬底良好的导热性和与gan的小晶格失配，sic是制备GanHEMT的理想衬底。近年来，随着基于GAN的HEMT功率射频器件工作功率要求的提高，500W甚至1000W大功率管的出现，必然要求器件具有更好的散热能力。因此，降低HEMT外延结构的热阻对于提高HEMT器件在大功率条件下的可靠性具有重要意义。
一种氮化镓外延结构的制备方法步骤如下：
1、对碳化硅（sic）衬底进行预处理，将碳化硅衬底置于氢气气氛中，在1100~1200℃温度下保持5~20min，去除衬底表面的氧化层，清洁碳化硅衬底表面重建辅助硅梁获得光滑均匀的碳化硅层状结构；
2、在sic衬底上生长六方氮化硼石墨烯薄膜。主要操作步骤是在氢气气氛中对SiC衬底进行高温退火，其中退火温度为1250-1400℃，氢气流量为50-80L/min，退火时间为1-3min。
3、金刚石薄膜在六方氮化硼石墨烯薄膜上生长。主要操作步骤是将甲烷（CH4）和氢气（H2）注入反应室，温度为1100~1200℃，其中甲烷与氢气的比例为2%~4%，生长时间为8~12小时，生长的金刚石厚度为100~200nm。
4、在金刚石薄膜上生长ALN多晶薄膜；
5、对Aln多晶薄膜进行退火，长成alN单晶核；
6、在alN单晶核的基础上继续生长三维ALN缓冲层；
7、在三维ALN缓冲层上生长氮化镓(gan)缓冲层；
8、梯度成分的Algan阻挡层生长在gan缓冲层上；
9、gan帽层层生长在梯度成分的ALGAN势垒层上。
综上所述，gan/ALGan外延结构的制备方法是利用三维岛状ALN作为缓冲层，为gan/ALGan异质结的生长提供高质量的生长平台。如此制备的gan/ALGAN外延结构的总厚度与传统HEMT外延结构的厚度相比大大降低。缩短了外延层顶部到底部基板的传热距离，降低了外延层厚度引起的热阻，提高了器件的工作效率。在碳化硅衬底和氮化铝缓冲层之间生长六方氮化硼石墨烯薄膜和金刚石薄膜，利用两者
高导热率显着降低了衬底与缓冲层之间的界面热阻，改善了界面热传导，提高了氮化镓基器件的性能和长期可靠性。因此，本发明有效地克服了现有技术中的一些实际问题，具有很高的利用价值和意义。
天元航材化工原料厂家的小编就给您介绍到这里了，有疑问的可以电话咨询小编我！
参考资料：http://www.xjishu.com/zhuanli/25/202111566238_2.html