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基本信息
- 申请号 CN201811377063.3
- 公开号 CN109524292A
- 申请日 2018/11/19
- 公开日 2019/03/26
- 申请人 江苏晶曌半导体有限公司
- 优先权日期
- 发明人 白俊春 周小伟 景文甲 李培咸 平加峰
- 主分类号 H01L21/02
- 申请人地址 221300 江苏省徐州市邳州市高新技术产业开发区太湖大道西侧、富美路北侧江苏晶曌半导体有限公司
- 分类号 H01L21/02
- 专利代理机构 北京科家知识产权代理事务所（普通合伙）
- 当前专利状态 发明专利申请公布
- 代理人 徐思波
- 有效性 审查中-实审
- 法律状态 审查中-实审
摘要
本发明提供一种在硅衬底上生长高质量氮化镓薄膜的方法，包括如下步骤：（1）对Si衬底进行表面去除氧化物操作；（2）在Si衬底上沉积AlN缓冲层，包含低温AlN缓冲层和高温AlN缓冲层；（3）在高温AlN缓冲层上沉积AlGaN‑1缓冲层；（4）在AlGaN‑1缓冲层上沉积AlGaN‑2缓冲层；（5）在AlGaN‑2缓冲层上生长GaN外延层。
本发明AlGaN/AlN外延结构通过预先引入压应力使外延片凸起，GaN生长完毕降温过程中，GaN薄膜收缩比Si衬底快，GaN‑Si外延片由凸型变为无翘曲。
本发明中提出两层AlGaN缓冲层结构成功实现了高质量无裂纹的GaN薄膜外延生长。
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本发明AlGaN/AlN外延结构通过预先引入压应力使外延片凸起，GaN生长完毕降温过程中，GaN薄膜收缩比Si衬底快，GaN‑Si外延片由凸型变为无翘曲。
本发明中提出两层AlGaN缓冲层结构成功实现了高质量无裂纹的GaN薄膜外延生长。
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权利要求书
1.一种在硅衬底上生长高质量氮化镓薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将Si衬底干燥后放置在N2保护气氛的MOCVD手套箱中，随后利用吸盘将衬底移动到MOCVD反应室的衬底托盘上，进行表面去除氧化物操作；（2）在Si衬底上沉积AlN缓冲层，包含中温AlN缓冲层和高温AlN缓冲层；（3）向反应室内通入三甲基镓、三甲基铝和氨气，其中，TMGa的流量为20-25μmol/min，TMAl的流量为3-4μmol/min，NH3的流量为3-3.5slm，温度为1050℃~1070℃，压力为100mbar，在高温AlN缓冲层上沉积AlGaN-1缓冲层；（4）TMGa的流量保持为20-25μmol/min，TMAl的流量保持为3-4μmol/min，NH3的流量保持为3-3.5slm，温度为1050℃~1070℃，压力为100mbar，在AlGaN-1缓冲层上沉积AlGaN-2缓冲层；（5）关闭TMAl的输出，将TMGa的流量均匀增加至110-140μmol/min，NH3的流量保持为3-3.5slm，Ⅴ/Ⅲ为500-1000，压强为300-500mbar，温度保持在1050℃~1070℃，在AlGaN-2缓冲层上生长GaN外延层，厚度为2μm~3μm。
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H01L
