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公开(公告)号：CN118692895A
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202310278148.0
申请日：2023-03-21
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02
Abstract: 本发明公开了一种通过图形掩膜技术制备低位错密度氮化镓外延片的方法，在硅衬底或硅基氮化镓模板或硅基氮化铝模板上引入周期分布的图形掩膜，随后在图形掩膜窗口处分三步生长氮化镓外延膜。本发明方法能够有效降低硅基氮化镓位错密度，通过在硅衬底或硅基氮化镓模板或硅基氮化铝模板上增加一层图形掩膜，使得在后续生长过程中位错可以大幅度水平弯转湮灭，相较于传统的外延方法，对于位错的湮灭更加高效，能够在更薄的厚度下把位错降低。
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公开(公告)号：CN111863945A
公开(公告)日：2020-10-30
申请号：CN202010680144.1
申请日：2020-07-15
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/20 , H01L29/205 , H01L29/207 , H01L21/02
Abstract: 本发明公开了一种高阻氮化镓及其异质结构的制备方法，在GaN外延生长过程中，利用三族源的管路或者直接向反应室中通入外加碳源，通过控制特定的生长条件，来制备高质量的半绝缘高阻GaN薄膜材料。该方法简单快捷，可控性和稳定性高，在保证GaN材料晶体质量的同时大幅提高了半绝缘高阻GaN中C杂质浓度，进一步在其上制备高质量GaN基异质结构，在界面处形成高浓度的具有高迁移特性的二维电子气。
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公开(公告)号：CN117127264A
公开(公告)日：2023-11-28
申请号：CN202210544579.2
申请日：2022-05-19
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种氮化镓中碳杂质浓度的调控方法，采用MOCVD外延生长氮化镓，以金属有机化合物为三族源，以氨气为五族源，通过调节压强、氨气流量和/或载气流量来对生长时的氨气分压进行调节，从而实现氮化镓中碳杂质浓度的精确调控。该方法简单易行，仅需将氨气分压作为主要参数进行调控，所需控制的变量少，在不影响氮化镓外延层的晶体质量和表面形貌的情况下可以对氮化镓中碳杂质浓度实现定量的预测和控制。
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公开(公告)号：CN113206003B
公开(公告)日：2022-07-01
申请号：CN202110370494.2
申请日：2021-04-07
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种在任意自支撑衬底上生长单晶氮化镓薄膜的方法，首先在任意自支撑衬底上沉积氮化物层，然后将单晶六方结构二维材料(如石墨烯)转移至氮化物层上，形成氮化物和六方结构二维材料复合缓冲层，然后进行AlN的成核以及GaN的外延生长，形成大面积连续GaN单晶薄膜。该方法基于氮化物和六方结构二维材料复合缓冲层，无需利用单晶同质强极性AlN或GaN衬底，也无需对二维材料表面进行破坏性处理形成悬挂键，工艺简单，可重复性好，实现了在任意自支撑衬底上生长单晶GaN薄膜，可用于制作GaN基大功率器件和柔性器件。
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公开(公告)号：CN111211159A
公开(公告)日：2020-05-29
申请号：CN202010039835.3
申请日：2020-01-15
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/06 , H01L29/778 , H01L21/02 , H01L21/335
Abstract: 本发明公开了一种硅基氮化镓射频器件射频损耗的抑制方法，在高阻硅衬底上外延一层n型单晶硅，得到复合硅衬底，再在其上外延氮化铝和后续的氮化镓薄膜，通过复合硅衬底掺杂的n型电子与铝原子扩散带来的空穴流子复合，从而使硅衬底维持在高阻状态，降低硅基氮化镓射频器件的射频损耗。该方法在有效抑制器件射频损耗的同时，不会降低外延层的晶体质量，不影响器件的稳定性，而且操作简单快捷，成本可控。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118127637A
公开(公告)日：2024-06-04
申请号：CN202410254843.8
申请日：2023-02-02
Applicant: 北京大学
IPC: C30B29/40 , H01L21/02 , C30B25/18 , C23C16/40 , C23C16/455 , C23C14/08 , C23C16/06 , C23C16/56 , C23C14/16 , C23C14/58 , C30B29/20 , C30B1/02 , C30B33/00 , C30B33/02
Abstract: 本发明提供了一种Si衬底上高质量AlN薄膜材料及其制备方法，以Si(111)为衬底，先在其表面形成一层氧化铝层；然后对氧化铝层进行高温处理，形成α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层；再在α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层上生长高质量AlN薄膜。本发明利用α‑氧化铝的表面结构改善AlN成核层晶粒间的取向差异，以AlON为AlN成核层和α‑氧化铝层之间良好的过渡层，实现晶格常数的渐变，减少缺陷的形成。α‑氧化铝过渡层还可以平衡外延生长过程中的应力和应变，降低外延片的翘曲；有效控制螺位错密度，减小电子器件的漏电；对于射频电子器件还可以减少Al向Si(111)衬底的扩散，从而减小射频损耗。
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公开(公告)号：CN113725068A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202110870325.5
申请日：2021-07-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种降低硅基氮化镓材料中镓扩散引起的射频损耗的方法。在高阻硅衬底上进行外延生长前，通过预先进行的一炉AlN生长，对反应室中喷淋头和石墨盘等用AlN进行覆盖，从而有效阻挡了残余Ga向硅衬底中的扩散，进而降低了硅衬底和外延层界面处因Ga杂质引入的空穴造成的寄生电导，降低了硅基氮化镓射频器件的射频损耗。本发明方法能够有效抑制GaN材料在硅衬底上的外延过程中因残余Ga向硅衬底扩散带来的射频损耗，将对提高硅基氮化镓射频器件的性能发挥重要作用。
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公开(公告)号：CN113206003A
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202110370494.2
申请日：2021-04-07
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种在任意自支撑衬底上生长单晶氮化镓薄膜的方法，首先在任意自支撑衬底上沉积氮化物层，然后将单晶六方结构二维材料(如石墨烯)转移至氮化物层上，形成氮化物和六方结构二维材料复合缓冲层，然后进行AlN的成核以及GaN的外延生长，形成大面积连续GaN单晶薄膜。该方法基于氮化物和六方结构二维材料复合缓冲层，无需利用单晶同质强极性AlN或GaN衬底，也无需对二维材料表面进行破坏性处理形成悬挂键，工艺简单，可重复性好，实现了在任意自支撑衬底上生长单晶GaN薄膜，可用于制作GaN基大功率器件和柔性器件。
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公开(公告)号：CN115831719A
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202310052527.8
申请日：2023-02-02
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02 , C30B29/40 , C30B25/18 , C23C14/08 , C23C14/58 , C23C16/40 , C23C16/455 , C23C16/56 , C23C14/06 , C23C14/16 , C23C16/06
Abstract: 本发明公开了一种Si衬底上高质量AlN薄膜材料的制备方法，以Si(111)为衬底，先在其表面形成一层氧化铝层；然后对氧化铝层进行高温处理，形成α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层；再在α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层上生长高质量AlN薄膜。本发明利用α‑氧化铝的表面结构改善AlN成核层晶粒间的取向差异，以AlON为AlN成核层和α‑氧化铝层之间良好的过渡层，实现晶格常数的渐变，减少缺陷的形成。α‑氧化铝过渡层还可以平衡外延生长过程中的应力和应变，降低外延片的翘曲；有效控制螺位错密度，减小电子器件的漏电；对于射频电子器件还可以减少Al向Si(111)衬底的扩散，从而减小射频损耗。
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公开(公告)号：CN110211867A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910429057.6
申请日：2019-05-22
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02 , H01L21/335
Abstract: 本发明公开了一种抑制硅基氮化镓射频器件的射频损耗的方法，在外延层生长之前预通氨气，对硅衬底进行氮化预处理，在硅衬底上形成一层无定形的氮化硅薄膜，从而形成一个铝原子扩散的壁垒，这个壁垒阻挡了铝原子扩散，从而降低了外延生长后硅衬底的导电能力，使其维持在高阻状态，减小了射频器件工作时候的射频损耗。本发明对硅衬底的通氨气氮化预处理所用时间为秒级，几乎不占用工厂的机时，有利于工业生产控制成本。
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