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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。
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公开(公告)号：CN115896947B
公开(公告)日：2023-05-16
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。
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公开(公告)号：CN119300560A
公开(公告)日：2025-01-10
申请号：CN202411789206.7
申请日：2024-12-06
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种双面金属极性的III族氮化物材料外延方法和器件，属于半导体技术领域。本发明对III族氮化物材料衬底的N极性面进行氧处理后PVD沉积AlN，沉积过程中可通入氧，在N极性面上获得高质量的金属极性AlN；然后对PVD‑AlN进行原位高温低压氮处理，提高PVD‑AlN层的质量，减少生长界面的杂质，填充N空位，抑制PVD‑AlN层的高温分解，从而提高后续生长III族氮化物材料的晶体质量和电学性质。通过充分利用正面与背面两个金属极性面，可以在两面分别制备金属极性的高性能III族氮化物器件，提高器件集成度，降低成本，也可以在两面分别开展工艺来制备全垂直结构的III族氮化物器件。
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公开(公告)号：CN119156124A
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202411650636.0
申请日：2024-11-19
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于ScAlN的氮化物自旋场效应忆阻器及其制备方法，属于半导体技术领域。该氮化物自旋场效应忆阻器包括衬底及其上的ScAlN/GaN异质结构，栅极位于沟道区之上，沟道区的两端为源漏自旋注入隧穿结；所述源漏自旋注入隧穿结由电子隧穿层和自旋注入金属层组成，自旋注入隧穿结下方的ScAlN层厚度在2~7 nm，构成所述自旋注入金属层的铁磁金属材料的居里温度高于室温。本发明的氮化物自旋场效应忆阻器不仅具备能够在室温下工作、低功耗、高集成度、与现有半导体工艺兼容的优点，同时克服了氮化物自旋场效应晶体管栅极调控效率低的缺点，还具备存算一体特性，有望实现兼具高集成度、非易失性、高稳定性的高速低功耗新型器件，进一步推动信息技术的发展。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119156124B
公开(公告)日：2025-02-14
申请号：CN202411650636.0
申请日：2024-11-19
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于ScAlN的氮化物自旋场效应忆阻器及其制备方法，属于半导体技术领域。该氮化物自旋场效应忆阻器包括衬底及其上的ScAlN/GaN异质结构，栅极位于沟道区之上，沟道区的两端为源漏自旋注入隧穿结；所述源漏自旋注入隧穿结由电子隧穿层和自旋注入金属层组成，自旋注入隧穿结下方的ScAlN层厚度在2~7 nm，构成所述自旋注入金属层的铁磁金属材料的居里温度高于室温。本发明的氮化物自旋场效应忆阻器不仅具备能够在室温下工作、低功耗、高集成度、与现有半导体工艺兼容的优点，同时克服了氮化物自旋场效应晶体管栅极调控效率低的缺点，还具备存算一体特性，有望实现兼具高集成度、非易失性、高稳定性的高速低功耗新型器件，进一步推动信息技术的发展。
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公开(公告)号：CN119208369A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411321245.4
申请日：2024-09-23
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/778 , H01L21/336 , H01L29/06 , H01L29/205 , H01L29/423
Abstract: 本发明公开了一种高可靠性栅控性能的增强型GaN基HEMT功率器件及制备方法，该器件包括衬底和其上的p‑GaN/Al(In,Ga)N/GaN异质结构，在栅极区域形成Tri‑Gate栅极结构，包括周期性平行排列的窄条状p‑GaN Fin岛，其长度方向平行于沟道方向，周期性排列方向垂直于沟道方向；p‑GaN Fin岛的侧壁淀积有栅介质形成MIS结构，顶部直接接触栅极金属形成欧姆接触。通过Fin岛顶部的欧姆接触实现栅极金属与p‑GaN区域电子空穴无障碍导通，使其电位不浮空，显著提升器件栅极阈值稳定性；栅宽方向形成类npn的超结结构，有效解决了栅极漏电问题，提升栅极的耐压能力，使栅压摆幅增大；顶部p‑GaN欧姆接触可以实现GIT电导调制，有效提高器件的输出电流能力，增大输出功率，推动GaN基功率电子器件的产业化进程。
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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：CN116314282A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310594594.2
申请日：2023-05-25
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/10 , H01L29/06 , H01L29/20 , H01L29/423 , H01L29/778 , H01L29/78 , H01L21/335 , H01L21/336
Abstract: 本发明公开了一种增强型氮化镓基电子器件及其制备方法，通过在GaN缓冲层生长完成后将栅极区域刻蚀为“V”型槽形成半极性面或非极性面，削弱GaN极化效应，并结合薄Al(In,Ga)N势垒层进一步降低残余极化效应，实现栅极区域2DEG的本征完全耗尽，且在栅极介质淀积后也达到完全没有或者极低二维电子气浓度，实现阈值电压的有效正向提升；在栅极与源极以及栅极与漏极之间的access区域为薄Al(In,Ga)N势垒层与全极性面（c面）GaN异质结构，通过钝化介质层恢复得到高浓度2DEG。本发明能够实现更高阈值电压的增强型GaN基电子器件，有效降低刻蚀带来的界面态问题，显著提升器件栅极可靠性，并能有效提高工艺重复性和成品率，推动GaN基功率电子器件的产业化进程。
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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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