肖特基二極管用外延片及其制備方法
【專利說明】肖特基二極管用外延片及其制備方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種肖特基二極管用外延片及其制備方法。
【背景技術】
[0003]肖特基二極管利用金屬與半導體接觸形成的金屬-半導體接觸原理只做而成，是一種熱載流子二極管，具有低正向電壓、超高速特點。被廣泛地應用在高頻、大電流、低電壓整流電路以及微波電子混頻電路、檢波電路、高頻數字邏輯電路、交流-直流變換系統中，是電子器件中常見的分立器件。現有技術中，肖特基二極管普遍采用外延片作為其半導體部件，而其所用的外延片中的成核層為單層，存在位錯現象，晶體質量不高。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種肖特基二極管用外延片及其制備方法，該外延片位錯少、晶體質量更好。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:
一種肖特基二極管用外延片，包括層疊的襯底及成核層，所述成核層為多層且依次層置。
[0006]優選地，所述成核層的層數為2~6層。
[0007]優選地，所述成核層均為GaN層或AlN層。
[0008]優選地，所述外延片還包括非摻雜層、重摻雜層及輕摻雜層，所述襯底、成核層、非摻雜層、重摻雜層、輕摻雜層依次層疊。
[0009]更優選地，所述重慘雜層為重慘雜GaN層。
[0010]更優選地，所述輕摻雜層為輕摻雜GaN層。
[0011]本發明采用的又一技術方案為:
一種如上所述的肖特基二極管用外延片的制備方法，包括如下步驟:
A將襯底在1000~1200°C的H2氛圍下高溫凈化5~10min;
B在H2氛圍下在襯底上依次生長多層成核層。
[0012]優選地，該制備方法還包括如下步驟:
C升溫至1000~1100Γ短暫退火后，在最后一層成核層上生長非摻雜層；
D在非摻雜層上生長重摻雜層；
E在重摻雜層上生長輕摻雜層。
[0013]更優選地，步驟B具體過程如下:
BI將步驟A凈化的襯底降溫至500~600°C后，在步驟A凈化的襯底上生長一層成核層； B2升溫至1000~1100°C后立即降溫至500~600°C，在成核層上繼續生長一層成核層；
執行步驟C，或重復步驟B2至全部成核層生長結束后執行步驟C。
[0014]優選地，通過MOCVD工藝生長多層成核層。
[0015]本發明采用以上技術方案，相比現有技術具有如下優點:外延片具有多層成核層，可有效減少位錯，提高晶體質量，改善制成的肖特基二極管的品質。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1為本發明的外延片的不意圖；
圖2為圖1所示的外延片的反射率曲線。
[0017]上述附圖中，1、襯底；2、成核層；3、非摻雜層；4、重摻雜層；5、輕摻雜層。
【具體實施方式】
[0018]下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域的技術人員理解。
[0019]圖1所示為本發明的一種肖特基二極管用的外延片。結合圖1所示，該外延片包括自下至上依次層疊的襯底1、成核層2、非摻雜層3、重摻雜層4、輕摻雜層5。襯底I選用藍寶石襯底I。成核層2為GaN成核層2，非摻雜層3為非摻雜GaN層，重摻雜層4為重摻雜GaN層，輕摻雜層5為輕摻雜GaN層。
[0020]成核層2為多層，如2~6層，本實施例中成核層2為三層。三層成核層2自下至上依次層疊。非摻雜層3形成于第三層成核層2的上表面。三層成核層2的厚度均相同，也可互不相同。
[0021]一種如上所述肖特基二極管用外延片的制備方法，包括如下步驟:
A、提供襯底1，將襯底I在1000~1200°C的H2氛圍下高溫烘烤5~10min進行襯底I凈化；
B、在H2氛圍下在襯底I上依次生長多層成核層2;
C、升溫至1000~1100Γ進行短暫退火后，在最后一層成核層2上生長非摻雜層3;
D、在非摻雜層3上生長重摻雜層4;
E、在重摻雜層4上生長輕摻雜層5。
[0022]步驟B的具體過程如下:
B1、將步驟A凈化的襯底I降溫至500~600°C后，在步驟A凈化的襯底I上生長一層成核層2;
B2、升溫至1000~1100°C后立即降溫至500~600°C，在成核層2上繼續生長一層成核層
2；
執行步驟C，或重復步驟B2至全部成核層2生長結束后執行步驟C。
[0023]具體到本實施例中，多層成核層2的生成過程如下:將凈化的襯底I降溫至500~60(TC后，在凈化的襯底I上生長第一層成核層2;第一層成核層2沉積結束后，將襯底
I升溫至1000~1100°C后立即降溫至500~600°C，開始在第一層成核層2的上表面生長第二層成核層2 ;第二層成核層2沉積結束后，再次將襯底I升溫至1000~1100Γ后立即降溫至500~600°C，在第二層成核層2的上表面生長第三層成核層2 (即上述最后一層成核層2)。然后執行步驟C，在第三層成核層2的上表面生長非摻雜層3。
[0024]成核層2均通過MOCVD工藝生長。MOCVD工藝即金屬有機化合物化學氣相沉淀工藝(Metal-organic Chemical Vapor Deposit1n )。三層成核層的生長速率和升溫度可以相同也可以不同。
[0025]對上述肖特基二極管用外延片的反射率進行測試，測得的反射率曲線如圖2，階段I為多層成核層的反射率曲線。對上述肖特基二極管用外延片進行XRD (X射線衍射)，其XRD衍射圖譜中102及002的FWHM均為200以下，而傳統的生長方式其XRD衍射圖譜中的102的FWHM都只能做到230左右。可見本發明的肖特基二極管用外延片有效減少了位錯，
晶體質量較高。
[0026]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，是一種優選的實施例，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種肖特基二極管用外延片，包括層疊的襯底及成核層，其特征在于:所述成核層為多層且依次層疊。2.根據權利要求1所述的外延片，其特征在于:所述成核層的層數為2~6層。3.根據權利要求1所述的外延片，其特征在于:所述成核層均為GaN層或均為A1N層。4.根據權利要求1所述的外延片，其特征在于:所述外延片還包括非摻雜層、重摻雜層及輕摻雜層，所述襯底、成核層、非摻雜層、重摻雜層、輕摻雜層依次層疊。5.根據權利要求4所述的外延片，其特征在于:所述重摻雜層為重摻雜GaN層。6.根據權利要求4所述的外延片，其特征在于:所述輕摻雜層為輕摻雜GaN層。7.一種如權利要求1-6任一項所述的肖特基二極管用外延片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: A將襯底在1000~1200°C的H2氛圍下高溫凈化5~10min ； B在H2氛圍下在襯底上依次生長多層成核層。8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，該制備方法還包括如下步驟: C升溫至1000~1100Γ短暫退火后，在最后一層成核層上生長非摻雜層； D在非摻雜層上生長重摻雜層； E在重摻雜層上生長輕摻雜層。9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于:步驟B具體過程如下: B1將步驟A凈化的襯底降溫至500~600°C后，在步驟A凈化的襯底上生長一層成核層； B2升溫至1000~1100°C后立即降溫至500~600°C，在成核層上繼續生長一層成核層； 執行步驟C，或重復步驟B2至全部成核層生長結束后執行步驟C。10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于:通過MOCVD工藝生長多層成核層。
【專利摘要】<b>本發明提供一種肖特基二極管用外延片及其制備方法，該外延片位錯少、晶體質量更好。該肖特基二極管用外延片，包括層疊的襯底及成核層，所述成核層為多層且依次層疊。所述成核層的層數為</b><b>2~6</b><b>層。所述成核層均為</b><b>GaN</b><b>層或</b><b>AlN</b><b>層。所述外延片還包括非摻雜層、重摻雜層及輕摻雜層，所述襯底、成核層、非摻雜層、重摻雜層、輕摻雜層依次層疊。</b>
【IPC分類】H01L21/02, C23C16/44, H01L29/06, H01L29/872
【公開號】CN105355650
【申請號】CN201510725976
【發明人】李仕強, 王東盛, 苗操, 李亦衡, 魏鴻源, 嚴文勝, 張葶葶, 朱廷剛
【申請人】江蘇能華微電子科技發展有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月30日