一种复合衬底及半导体器件制造技术

技术编号:41687043 阅读:3 留言:0更新日期:2024-06-14 15:37
本技术提供了一种复合衬底及半导体器件,复合衬底包括依次层叠设置的支撑衬底底层、AlN层、第一插入层以及生长衬底层。第一插入层的设置能够帮助释放应力,衰减由生长衬底层传向支撑衬底层的应力,以提高复合衬底的机械强度,同时能够俘获在复合衬底中产生的移动电荷,以便复合衬底维持高且稳定的电阻率水平,从而降低串扰影响,以制备高频率、低损耗的半导体器件。AlN层的设置,可以代替传统SOI中的氧化埋层,具有良好绝缘性能的同时降低和硅衬底的界面态密度以及提高复合衬底的散热能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体,具体涉及一种复合衬底及半导体器件


技术介绍

1、现有技术中典型的带有绝缘埋层的soi衬底结构包括三层,依次是支撑层,支撑层表面的绝缘层,以及绝缘层表面的器件层。

2、如果将上述衬底用在射频领域,则对衬底的电学性质提出了更为苛刻的要求。射频信号在器件层中的传输会在支撑层中形成寄生电路,因而受到来自于支撑层的串扰。而且随着频率的升高,串扰的作用越来越明显。

3、因此,提供一种复合衬底及半导体器件,以提高复合衬底的电阻率,进而降低串扰影响,以制备高频率、低损耗的半导体器件,实属必要。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术实施例提供了一种复合衬底及半导体器件,以解决现有技术中soi衬底射频损耗的技术问题。

2、根据本技术的一个方面,本技术一实施例提供了一种复合衬底,其特征在于,包括:

3、支撑衬底层;

4、aln层,位于所述支撑衬底层的一侧;

5、第一插入层,位于所述aln层远离所述支撑衬底层的一侧;

6、生长衬底层,位于所述第一插入层远离所述aln层的一侧。

7、作为可选的实施例,所述aln层包括层叠设置的第一低温aln层、第二高温aln层以及第三低温aln层。

8、作为可选的实施例,所述第一插入层的材料为多孔硅。

9、作为可选的实施例,所述第一插入层包括至少两个孔隙率不同的子层。

10、作为可选的实施例,所述第一插入层的孔隙率由中心向边缘逐渐减小。

11、作为可选的实施例,所述第一插入层的孔径由中心向边缘逐渐减小。

12、作为可选的实施例,所述第一插入层的材料为多晶硅或无定形硅。

13、作为可选的实施例,所述支撑衬底层为硅衬底或陶瓷衬底。

14、作为可选的实施例,所述陶瓷衬底为氮化铝陶瓷衬底、氧化铝陶瓷衬底、碳化硅陶瓷衬底、氮化硼陶瓷衬底、氧化锆陶瓷衬底、氧化镁陶瓷衬底、氮化硅陶瓷衬底、氧化铍陶瓷衬底中的一种。

15、作为可选的实施例,所述生长衬底层的材料为硅。

16、作为可选的实施例,所述复合衬底还包括:

17、第二插入层,位于所述支撑衬底层和所述aln层之间。

18、作为可选的实施例,所述第二插入层的材料为多孔硅、多晶硅或无定形硅。

19、根据本技术的另一个方面,本技术一实施例提供了一种半导体器件,其特征在于,

20、包括上述任一项所述的复合衬底,所述复合衬底包括依次层叠设置的支撑衬底层、aln层、第一插入层以及生长衬底层;

21、以及位于所述生长衬底层上的器件层。

22、作为可选的实施例,所述半导体器件还包括:

23、第二插入层,位于所述支撑衬底层和所述aln层之间。

24、作为可选的实施例,所述半导体器件为高电子迁移率晶体管器件、垂直功率器件、射频器件及发光二极管器件中任意一种。

25、本技术提供了一种复合衬底及半导体器件,复合衬底包括:支撑衬底底层;aln层,位于支撑衬底层的一侧;第一插入层,位于aln层远离支撑衬底层的一侧;生长衬底层,位于第一插入层远离aln层的一侧。

26、本技术在复合衬底中设置第一插入层,一方面能够帮助释放应力,衰减由生长衬底层传向支撑衬底层的应力,以提高复合衬底的机械强度,避免后续外延过程中发生形变;另一方面可以俘获在复合衬底中产生的移动电荷,以便复合衬底维持高且稳定的电阻率水平,从而降低串扰影响,以制备高频率、低损耗的半导体器件。

27、本技术在复合衬底中设置的aln层,具有优良的绝缘性能,能和si形成热力学稳定的接触,且和si之间具有较低的界面态密度和漏电流;同时aln层具有较高的热导率,提高了复合衬底的散热能力,以确保形成于复合衬底上的器件能够在高温环境下工作。

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【技术保护点】

1.一种复合衬底,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述AlN层(2)包括层叠设置的第一低温AlN层(21)、第二高温AlN层(22)以及第三低温AlN层(23)。

3.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的材料为多孔硅。

4.根据权利要求3所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)包括至少两个孔隙率不同的子层。

5.根据权利要求3所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的孔隙率由中心向边缘逐渐减小。

6.根据权利要求3所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的孔径由中心向边缘逐渐减小。

7.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的材料为多晶硅或无定形硅。

8.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述支撑衬底层(1)为硅衬底或陶瓷衬底。

9.根据权利要求8所述复合衬底,其特征在于,所述陶瓷衬底为氮化铝陶瓷衬底、氧化铝陶瓷衬底、碳化硅陶瓷衬底、氮化硼陶瓷衬底、氧化锆陶瓷衬底、氧化镁陶瓷衬底、氮化硅陶瓷衬底、氧化铍陶瓷衬底中的一种。

10.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述生长衬底层(4)的材料为硅。

11.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述复合衬底还包括:

12.根据权利要求11所述复合衬底,其特征在于,所述第二插入层(31)的材料为多孔硅、多晶硅或无定形硅。

13.一种半导体器件,其特征在于,

14.根据权利要求13所述半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括:

15.根据权利要求13所述半导体器件,其特征在于,所述半导体器件为高电子迁移率晶体管器件、垂直功率器件、射频器件及发光二极管器件中任意一种。

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【技术特征摘要】

1.一种复合衬底,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述aln层(2)包括层叠设置的第一低温aln层(21)、第二高温aln层(22)以及第三低温aln层(23)。

3.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的材料为多孔硅。

4.根据权利要求3所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)包括至少两个孔隙率不同的子层。

5.根据权利要求3所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的孔隙率由中心向边缘逐渐减小。

6.根据权利要求3所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的孔径由中心向边缘逐渐减小。

7.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述第一插入层(3)的材料为多晶硅或无定形硅。

8.根据权利要求1所述复合衬底,其特征在于,所述支撑衬底层(1)为...

【专利技术属性】
技术研发人员:程凯
申请(专利权)人:苏州晶湛半导体有限公司
类型:新型
国别省市:

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