[發明專利]一種防止外延層生長二次位錯的方法

無效

• 申請號: 201110401967.7
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102427102A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 劉波波;白俊春;李培咸;王省蓮;廉大楨;王曉波
• 申請（專利權）人: 西安中為光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明屬于LED芯片外延生長技術領域，具體涉及一種防止外延層生長二次位錯的方法。

背景技術

外延生長中降低位錯密度至關重要，這種缺陷嚴重限制了UV?LED、UV探測器以及激光器等性能的進一步提高。目前，主要通過側向外延生長技術就是為減少生長層中的穿透位錯密度，首先在傳統的襯底(藍寶石、SiC、Si等)上生長一定厚度的GaN外延層，其次，采用化學氣相外延(CVD)或等離子輔助的化學氣相沉積(PECVD)沉積一定厚度的SiO₂或SiN作為掩膜層。在SiO₂蝕刻過程中需用標準的光刻技術和刻蝕技術制備，蝕刻后表面形成具有周期性臺面和凹槽，然而這種周期性臺面和凹槽在后續生長中容易產生二次位錯，不能完全消除。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種防止外延層生長二次位錯的方法，采用該方法研磨拋光并進行酸洗后表面沒有形成周期性臺面和凹槽，而且在二次生長中沒有出現側向外延生長，后續生長不會產生二次位錯。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種防止外延層生長二次位錯的方法，包括如下步驟：

步驟1：采用金屬有機化學氣相沉積法在傳統藍寶石、SiC或Si襯底上生長1～2um的外延層1，外延層1的表面出現位錯2；

步驟2：將步驟1生長外延層后的外延片放入NaOH飽和溶液中，在50～80℃下浸泡5～10min，再用去離子水沖洗并甩干，將沖洗并甩干后的外延片采用等離子體輔助化學氣相沉積法沉積0.5～1um厚度的SiO₂或SiN作為掩膜層3，同時掩膜層3填充在位錯2中；

步驟3：將步驟2沉積掩膜層后的GaN外延片進行研磨拋光，直至拋光至外延層1，然后將外延片用硫酸∶雙氧水∶水的體積比為5∶1∶1的混合溶液在50～80℃下浸泡5～10min，隨后用去離子水沖洗并甩干，隨后用HCl∶H₂O的體積比為1∶5的酸溶液在50～80℃下浸泡5～10min，再用去離子水沖洗并甩干，最后再進行后續生長。

所述的等離子體輔助化學氣相沉積法，沉積條件為：鍍率為10～15nm/min；功率為15～28KW；氧氣流量為0.5～0.7sccm；溫度為250～280℃；電子束電流為50～70mA。

本發明方法直接在傳統的襯底(藍寶石、SiC或Si等)上生長一定厚度的GaN外延層，然后采用等離子體輔助化學氣相沉積法(PECVD)沉積一定厚度的SiO2或SiN作為掩膜層，然后通過研磨拋光至GaN層，再進行酸洗，然后進行后續生長；利用SiO₂掩埋減少生長層中的穿透位錯密度，研磨拋光并進行酸洗后表面沒有形成周期性臺面和凹槽，而且該方法在二次生長中沒有出現側向外延生長，后續生長不會產生二次位錯。

附圖說明

圖1是生長1-2um的GaN外延層。

圖2是沉積SiO₂掩膜層的外延片。

圖3是研磨拋光至GaN層的外延片。

圖中：1——外延層，2——位錯，3——掩膜層。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1

本實施例一種防止外延層生長二次位錯的方法，包括如下步驟：

步驟1：如圖1所示，采用金屬有機化學氣相沉積法在傳統藍寶石、SiC或Si襯底上生長1um的GaN外延層1，GaN外延層1的表面出現位錯2；

步驟2：如圖2所示，將步驟1生長外延層后的GaN外延片放入NaOH飽和溶液中，在50℃下浸泡10min，再用去離子水沖洗并甩干，將沖洗并甩干后的GaN外延片采用等離子體輔助化學氣相沉積法沉積0.5um厚度的SiO₂或SiN作為掩膜層3，同時掩膜層3填充在位錯2中，等離子體輔助化學氣相沉積法沉積條件為：鍍率為10nm/min；功率為15KW；氧氣流量為0.5sccm；溫度為250℃；電子束電流為50mA；

步驟3：如圖3所示，將步驟2沉積掩膜層后的GaN外延片進行研磨拋光，直至拋光至GaN外延層1，然后將GaN外延片用硫酸∶雙氧水∶水的體積比為5∶1∶1的混合溶液，在50℃下浸泡10min，隨后用去離子水沖洗并甩干，隨后用HCl∶H₂O的體積比為1∶5的酸溶液在50℃下浸泡10min，再用去離子水沖洗并甩干，最后再進行后續生長。

實施例2