一种在陶瓷衬底上生长单晶III族氮化物的方法

    公开(公告)号:CN115896947A

    公开(公告)日:2023-04-04

    申请号:CN202310044590.7

    申请日:2023-01-30

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种在陶瓷衬底上生长单晶III族氮化物的方法。先在陶瓷衬底表面沉积填充材料并研磨抛光获得光滑表面,和/或,在表面形成Al‑O化合物层或二维材料层;然后依次在表面形成氮化物层和二维材料层,再生长单晶III族氮化物。通过在陶瓷衬底上沉积填充材料并研磨和抛光实现光滑的表面;在表面形成Al‑O化合物层或二维材料层以优化下一步氮化物的c轴取向;后续的氮化物层为单晶III族氮化物的生长提供极化场,保证其生长取向,并促进生长过程的成核;二维材料层为III族氮化物层的生长提供有序的六方结构,保证生长出单晶六方结构的III族氮化物。该方法实现了在陶瓷衬底上外延生长单晶III族氮化物,提高了晶体质量和散热性能,并大幅降低了成本。

    一种提高宽禁带半导体载流子浓度的方法

    公开(公告)号:CN115295405B

    公开(公告)日:2023-03-21

    申请号:CN202211204973.8

    申请日:2022-09-30

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种提高宽禁带半导体载流子浓度的方法,通过高温退火结合原位高强度紫外光照的方法提高宽禁带半导体材料中的载流子浓度,包括:室温下用光子通量1017~1019 cm‑2 s‑1的高强度紫外光照射宽禁带半导体材料,在保持紫外光照射的同时,让宽禁带半导体材料升温至退火温度,维持退火温度一段时间,然后降温至室温,结束紫外光照射,得到载流子浓度提高的宽禁带半导体材料。该方法操作简单,不影响宽禁带半导体材料的生长过程,保持最优的晶体质量,同时可以有效降低宽禁带半导体材料中补偿性缺陷的密度,提高载流子浓度,从而提高器件的性能和可靠性,具有很强的实用性。

    一种InxAlyGa1-x-yN/GaN异质结构及其外延方法

    公开(公告)号:CN106601787B

    公开(公告)日:2020-06-26

    申请号:CN201611087469.9

    申请日:2016-12-01

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公布了一种高电学性能InxAlyGa1‑x‑yN/GaN异质结构外延方法,是在生长一层GaN外延层后,在其上生长GaN沟道层;然后停止生长,将温度降至低温,即600‑900℃温度范围内;待温度稳定后生长低温AlN插入层;随后再生长InxAlyGa1‑x‑yN势垒层,形成InxAlyGa1‑x‑yN/GaN异质结构。与现有的高温AlN插入层技术相比,本发明改为低温AlN插入层,避免了GaN外延层在高温AlN插入层生长环境下的表面退化,降低了界面的粗糙度,提高了异质结构材料的界面质量,进而提高2DEG的迁移率,十分适合于高频、高功率器件的研制。

    用于检测氮化镓基异质结构中陷阱态的检测方法和结构

    公开(公告)号:CN105466970B

    公开(公告)日:2018-02-13

    申请号:CN201510921283.8

    申请日:2015-12-11

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公布了一种用于检测GaN基异质结构中陷阱态的检测方法和检测结构,首先制备得到用于检测氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态的检测结构,再对氮化镓(GaN)基异质结构中陷阱态进行检测,利用衬底和样品表面的导电特性,在样品的表面和衬底背面形成三端的欧姆接触,通过分别施加横向和纵向电应力来研究高场下热电子的俘获和发射过程,进而通过改变样品结构,最终确定样品中的陷阱位置是位于氮化镓沟道层、氮化镓外延层还是势垒层,还可获得陷阱的局域态信息。本发明方法简单且快捷有效,能够确定GaN基异质结构中陷阱态,有利于进一步提高器件可靠性。

    一种硅上高迁移率GaN基异质结构及其制备方法

    公开(公告)号:CN104576714B

    公开(公告)日:2017-11-07

    申请号:CN201510037027.2

    申请日:2015-01-23

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明提供了一种硅衬底上高迁移率GaN基异质结构及其制备方法,属于半导体技术领域。该GaN基异质结构为层状叠加结构,从下向上的材料依次为:硅衬底、成核层、应力和缺陷控制层、外延层、沟道层、插入层和势垒层,其中应力和缺陷控制层为AlGaN层,其厚度为10nm‑10μm;且Al摩尔组分为1‑26%。与现有的较繁琐的硅上GaN基异质结构外延技术相比,本发明可以大幅降低缺陷密度,提高异质结构材料的晶体质量,十分适合于低成本的高频、高功率器件的研制。

    一种可控阵列纳米线及其场效应晶体管的制备方法

    公开(公告)号:CN104485284B

    公开(公告)日:2017-06-27

    申请号:CN201410820866.7

    申请日:2014-12-24

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种可控阵列纳米线的制备方法及其场效应晶体管的制备方法。本发明通过选择外延生长中生长材料沿不同晶向的生长速率各向异性的材料作为衬底,从而实现纳米线的生长;通过设计图形化衬底的排布和直径,可精确调控阵列纳米线的周期、数量、长度和直径,满足不同的FET需求;富VI族或富V族原子的生长条件达到表面抑制的效果,降低了金属原子在表面的各向同性迁移,有利于纳米线的生长;可控阵列纳米线FET的制备可采用传统的半导体器件制备工艺,工艺简单,可调控性强,成本低廉,能实现批量生产。

    一种In<sub>x</sub>Al<sub>y</sub>Ga<sub>1‑x‑y</sub>N/GaN异质结构外延方法

    公开(公告)号:CN106601787A

    公开(公告)日:2017-04-26

    申请号:CN201611087469.9

    申请日:2016-12-01

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公布了一种高电学性能InxAlyGa1‑x‑yN/GaN异质结构外延方法,是在生长一层GaN外延层后,在其上生长GaN沟道层;然后停止生长,将温度降至低温,即600‑900℃温度范围内;待温度稳定后生长低温AlN插入层;随后再生长InxAlyGa1‑x‑yN势垒层,形成InxAlyGa1‑x‑yN/GaN异质结构。与现有的高温AlN插入层技术相比,本发明改为低温AlN插入层,避免了GaN外延层在高温AlN插入层生长环境下的表面退化,降低了界面的粗糙度,提高了异质结构材料的界面质量,进而提高2DEG的迁移率,十分适合于高频、高功率器件的研制。

    一种可控阵列纳米线及其场效应晶体管的制备方法

    公开(公告)号:CN104485284A

    公开(公告)日:2015-04-01

    申请号:CN201410820866.7

    申请日:2014-12-24

    Applicant: 北京大学

    CPC classification number: H01L29/02 H01L29/0673 H01L29/66446 H01L29/66477

    Abstract: 本发明公开了一种可控阵列纳米线的制备方法及其场效应晶体管的制备方法。本发明通过选择外延生长中生长材料沿不同晶向的生长速率各向异性的材料作为衬底,从而实现纳米线的生长;通过设计图形化衬底的排布和直径,可精确调控阵列纳米线的周期、数量、长度和直径,满足不同的FET需求;富VI族或富V族原子的生长条件达到表面抑制的效果,降低了金属原子在表面的各向同性迁移,有利于纳米线的生长;可控阵列纳米线FET的制备可采用传统的半导体器件制备工艺,工艺简单,可调控性强,成本低廉,能实现批量生产。

    一种利用Si/SiC复合衬底生长高质量III族氮化物材料的方法

    公开(公告)号:CN119852167A

    公开(公告)日:2025-04-18

    申请号:CN202510015357.5

    申请日:2025-01-06

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种利用Si/SiC复合衬底生长高质量III族氮化物材料的方法,属于半导体技术领域。不同于传统在Si衬底上生长SiC的方法,本发明通过键合形成Si/SiC复合衬底,可以避免因Si衬底上生长SiC而产生的界面态密度较高、失配位错等问题。在Si衬底上制备的多孔硅层提供了非完全紧耦合的键合,有助于释放键合过程中的应力,降低复合衬底翘曲。同时引入的SiC层有利于提高热导和缓冲应力,而且利用单晶α‑Al2O3上沉积PVD‑AlN质量高的优异特性提高外延氮化物的晶体质量,获得高质量的III族氮化物材料。这种能够有效控制应力和降低失配位错生长高质量III族氮化物材料的方法提高了器件的性能和可靠性。

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