[發(fā)明專利]含有SiNx插入層的InN半導體器件的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310237570.8
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103346071A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許晟瑞;曹榮濤;張進成;郝躍;陳興;王學煒;徐文健
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L29/205
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.含有SiN_x插入層的InN半導體器件的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

（1）將m面藍寶石襯底置于金屬有機物化學氣相淀積（MOCVD）反應室中，并向反應室通入氫氣與氨氣的混合氣體，對襯底基片進行熱處理，反應室的起始真空度小于2×10^-2Torr，襯底加熱溫度為900-1080℃，時間為5-10min，通入混合氣之后反應室壓力為20-760Torr；

（2）在溫度為600-800℃的情況下，在熱處理后的m面藍寶石襯底上生長厚度為15-40nm的低溫AlN成核層；

（3）在溫度為1025-1200℃的情況下，在低溫AlN成核層上再生長厚度為90-150nm的高溫AlN成核層；

（4）通入鎵源和氨氣，在所述AlN成核層之上生長厚度為1000-2500nmm面GaN緩沖層；

（5）將生長完緩沖層的m面GaN材料放入等離子體增強化學氣相淀積（PECVD）反應室，并向反應室中通入氨氣和硅烷在200-250℃，壓力為600-800mTorr下反應生成一層SiN_x作為材料的插入層，反應時間為3-9s；

（6）將器件放置在金屬有機物化學氣相淀積（MOCVD）反應室中，通入鎵源和氨氣，在所述SiN_x插入層之上生長厚度為3000-6000nmm面GaN緩沖層。

（7）通入銦源和氨氣，在上述緩沖層上生長厚度為15-30nmIn基材料，其中銦源流量為80-160μmol/min，氨氣流量為1000-5000sccm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟（2）所述的工藝條件如下：

生長壓力為30-100Torr；鋁源流量為5-100μmol/min；

氨氣流量為1000-10000sccm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟（3）所述的工藝條件如下：

生長溫度為1025-1200℃；生長壓力為30-100Torr；

鋁源流量為5-100μmol/min；氨氣流量為1000-10000sccm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟（4）所述的工藝條件如下：

生長溫度為950-1020℃；生長壓力為20-200Torr；

鎵源流量為5-80μmol/min；氨氣流量為1000-10000sccm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟（5）所述的工藝條件如下：

生長溫度為200-250℃；生長壓力為600-800mTorr；

硅烷流量為200sccm的SiH₄/N₂混氣；氨氣流量為2sccm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟（6）所述的工藝條件如下：

生長溫度為1000-1150℃；生長壓力為20-200Torr；

鎵源流量為90-250μmol/min；氨氣流量為1000-3000sccm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟（7）所述的工藝條件如下：

生長溫度為400-600℃；生長壓力為80-160Torr；

銦源流量為30-60μmol/min；氨氣流量為1000-5000sccm。

8.一種通過PECVD淀積了SiN_x插入層的m面GaN緩沖層上InN基材料，自下而上依次包括m面藍寶石襯底層，鎵源流量為5-80μmol/min、氨氣流量為1000-10000sccm的高V-Ш比m面GaN緩沖層，鎵源流量為90-250μmol/min、氨氣流量為1000-3000sccm的高V-Ш比m面GaN緩沖層，銦源流量為30-60μmol/min、氨氣流量為1000-5000sccm的InN層；其特征在于用SiN_x插入層的m面GaN作為緩沖層生長InN基材料；所述的低溫AlN成核層厚度為15-40nm；所述的高溫AlN成核層厚度為90-150nm；所述的GaN緩沖層厚度為1000-2500nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的m面GaN緩沖層上InN基材料，其特征在于：所述的GaN緩沖層厚度為3000-6000nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的m面GaN緩沖層上InN基材料，其特征在于：所述的InN厚度為15-30nm。