[發明專利]于基材上制造緩沖層的方法

無效

• 申請號: 200610150774.8
• 申請日: 2006-10-26
• 公開（公告）號: CN101170068A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 陳敏璋;徐文慶;何雅蘭
• 申請（專利權）人: 中美矽晶制品股份有限公司;陳敏璋
• 主分類號: H01L21/365
• 分類號: H01L21/365;C23C16/00;C23C16/40;C23C16/44
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 高龍鑫

技術領域

本發明涉及一種于基材(Substrate)上制造緩沖層(Buffer?layer)的方法，并且特別地本發明涉及在例如晶體方向為(0001)的藍寶石(Sapphire)基材、晶體方向為(111)的硅基材、晶體方向為(0001)的6H-SiC、4H-SiC基材或玻璃基材等基材上形成作為緩沖層的氧化鋅(ZnO)層的制造方法。

背景技術

將緩沖層介入基材與活化層(Active?layer)(或微米、納米組件)之間，例如，在藍寶石基材與氮化鎵層之間介入緩沖層，為已知技藝。因此，緩沖層能降低活化層與基材之間的晶格不匹配(Lattice?mismatch)、活化層的缺陷密度(Defect?density)以及活化層與基材之間熱膨脹系數(Thermal?expansioncoefficient)的差異。

隨著作為緩沖層的各種材料的開發，氧化鋅(ZnO)已被廣泛應用。以氧化鋅層作為緩沖層，已由SEM量測證實可有效地減少表面的缺陷。特別地，對氧化鋅層進行退火(Annealing)處理，也已被證實可提升晶體的結晶質量。

關于在基材上形成作為緩沖層的氧化鋅層的方法，現已有射頻交流濺射法(RF?sputtering)、分子束外延(MBE)以及脈沖激光蒸鍍法(PLD)…等方法。相關現有技術可參考美國專利第6,664,565號專利。

然而，通過對現有技術的了解，其所形成的氧化鋅層的性質(例如，表面型態)仍有提升的空間。此外，若干現有技術也增添了方法上的復雜程度。由此，即可清楚地看出當下仍需一種可以改進氧化鋅層的性質的制造方法。

發明內容

本發明的范疇在于提供一種于基材上制造緩沖層的方法。特別地，根據本發明的方法在例如，晶體方向為(0001)的藍寶石基材、晶體方向為(111)的硅基材、晶體方向為(0001)的6H-SiC、4H-SiC基材或玻璃基材上形成氧化鋅層。

根據本發明的較佳具體實施例于基材上制造緩沖層的制造方法，首先，交替地供應DEZn(diethylzinc，Zn(C₂H₅)₂)前驅物(Precursors)與H₂O前驅物或O₃前驅物。接著，該制造方法在等于或低于400℃的工作溫度下，進行原子層沉積(Atomic?layer?deposition)，進而于該基材上形成氧化鋅層。該氧化鋅層即作為緩沖層。

根據本發明的較佳具體實施例的制造方法，進一步在范圍從400℃至1200℃中的一個溫度下對該ZnO層進行退火(Annealing)。

關于本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖得到進一步的了解。

附圖說明

圖1A及圖1B截面視圖用以描述根據本發明的一較佳具體實施例的氧化鋅層制造方法。

主要組件符號說明：

10：基材??12：緩沖層

具體實施方式

本發明旨在提供一種于基材上制造緩沖層的方法。特別地，于該緩沖層制造過程中可更精準地控制緩沖層生成的厚度、減少缺陷密度以及降低沉積溫度。請參見圖1A及圖1B所示，該圖為截面視圖用以描述根據本發明的一較佳具體實施例的制造方法。以下將對根據本發明的俱佳具體實施例的制造方法作詳細闡述。

首先，如圖1A所示，根據本發明的較佳具體實施例的制造方法，將制備好的基材10置入用于進行原子層沉積的反應槽(Reaction?chamber)內。

在一個具體實施例中，該基材10可以是晶體方向為(0001)的藍寶石基材、晶體方向為(111)的硅基材、晶體方向為(0001)的6H-SiC、4H-SiC基材或玻璃基材。

接著，根據本發明的較佳的具體實施例的制造方法，交替地向該反應槽內提供DEZn前驅物與H₂O前驅物或O₃前驅物，其中DEZn即為Zn的來源，H₂O或O₃即為O的來源。接著，在等于或低于400℃的工作溫度(即，該基材10的保持溫度)下，在該反應槽內進行原子層沉積，進而于該基材10上形成氧化鋅(ZnO)層12，如圖1A所示。該氧化鋅層12即作為該緩沖層。

于一具體實施例中，在一個原子層沉積的周期內的反應步驟可分成四個部分：