[發明專利]含有SiNx插入層的極性c面GaN基的半導體器件的制備方法無效
| 申請號： | 201310237736.6 | 申請日： | 2013-06-14 |
| 公開（公告）號： | CN103325677A | 公開（公告）日： | 2013-09-25 |
| 發明（設計）人： | 張進成;曹榮濤;許晟瑞;郝躍;溫慧娟;聶哲顥;彭茗詩;史陽楠 | 申請（專利權）人： | 西安電子科技大學 |
| 主分類號： | H01L21/318 | 分類號： | H01L21/318;H01L21/205;H01L29/06 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 710071*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 含有 sin sub 插入 極性 gan 半導體器件 制備 方法 | ||
技術領域
本發明屬于微電子技術領域，涉及半導體材料的生長方法，特別是一種基于PECVD淀積的SiNx插入層的極性c面GaN半導體材料的金屬有機化合物化學氣相淀積MOVCD生長方法，可用于制作極性c面GaN基的半導體器件。?
技術背景
由Ⅲ族元素和Ⅴ族元素所組成的半導體材料，即Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料，如GaN、GaAs、InP基等半導體材料，它們的禁帶寬度較大而且禁帶差異也較大，因此其材料器件具有寬禁帶、穿高擊穿電壓、高飽和電子速度等優點，使得其得以在微波大功率器件、異質結器件、發光二極管、InGaN太陽能電池以及探測器中有廣泛的應用。但是由于極性c面GaN和c面藍寶石襯底之間存在較大的晶格失配和熱失配，生長的材料較差。所以，生長高質量極性c面GaN薄膜是制作上述光電器件的關鍵。?
為了減少缺陷，在c面藍寶石襯底上生長高質量的極性c面GaN外延層，許多研究者采用了不同的生長方法。1997年，ShujiNakamura,等人采用橫向外延過生長方式（ELOG），在c面藍寶石襯底上生長了極性c面GaN的發光二極管，參見InGaN/GaN/AlGaN-based?laser?diodes?with?modulation-doped?strained-layer?superlattices?grown?on?an?epitaxially?laterally?overgrown?GaN?substrate，APPLIED?PHYSICS?LETTERS?V72p2111998。但是，這種方法需要多次腐蝕光刻過程，從而導致成本較高工藝復雜。而原位淀積SiNx插入層則會引入過多的雜質，影響后面生長的GaN的質量。?
發明內容
本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種基于PECVD淀積的SiNx插入層的極性c面GaN的MOCVD生長方法，以提高c面GaN薄膜質量和表面形貌，減少成本和工藝復雜度。?
本發明一方面涉及一種含有SiNx插入層的極性c面GaN基的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c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900-1200℃，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580-620℃的情況下，在熱處理后的c面藍寶石襯底上生長厚度為10-30nm低溫AlN成核層；?
（3）在溫度為950-1000℃的情況下，在低溫AlN成核層上再生長厚度為150-180nm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1000-2000nm的極性c面GaN緩沖層；?
（5）將生長完緩沖層的c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℃以及壓力為600-800mTorr下反應生成一層SiNx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，在所述SiNx插入層之上生長厚度為4000-6000nm的極性c面GaN外延層。?
用上述方法獲得的極性c面GaN薄膜，自下而上依次包括溫度為580-620℃的低溫AlN成核層，鋁源流量為5-100μmol/min，氨氣流量為1000-10000sccm。溫度為950-1000℃的高溫AlN成核層，鋁源流量為5-100μmol/min，氨氣流量為100-1000sccm。極性c面GaN緩沖層，溫度為900-940℃，鎵源流量為30-300μmol/min，氨氣流量為1000-10000sccm。PECVD淀積的SiNx插入層，反應溫度為200-250℃。鎵源流量為100-250μmol/min，氨氣流量為3000-5000sccm的極性c面GaN外延層；其特征在于：所述的GaN緩沖層上淀積了SiNx插入層。?
在本發明的一個優選實施方式中，所述的步驟（4）中鎵源流量為30-300μmol/min，氨氣流量為1000-10000sccm。?
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于西安電子科技大學，未經西安電子科技大學許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201310237736.6/2.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
- 同類專利
- 專利分類
H01L 半導體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L21-00 專門適用于制造或處理半導體或固體器件或其部件的方法或設備
H01L21-02 .半導體器件或其部件的制造或處理
H01L21-64 .非專門適用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各組的單個器件所使用的除半導體器件之外的固體器件或其部件的制造或處理
H01L21-66 .在制造或處理過程中的測試或測量
H01L21-67 .專門適用于在制造或處理過程中處理半導體或電固體器件的裝置；專門適合于在半導體或電固體器件或部件的制造或處理過程中處理晶片的裝置
H01L21-70 .由在一共用基片內或其上形成的多個固態組件或集成電路組成的器件或其部件的制造或處理；集成電路器件或其特殊部件的制造
- 一種Nd<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Yb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>改性的La<sub>2</sub>Zr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>-(Zr<sub>0.92</sub>Y<sub>0.08</sub>)O<sub>1.96</sub>復相熱障涂層材料
- 無鉛[(Na<sub>0.57</sub>K<sub>0.43</sub>)<sub>0.94</sub>Li<sub>0.06</sub>][(Nb<sub>0.94</sub>Sb<sub>0.06</sub>)<sub>0.95</sub>Ta<sub>0.05</sub>]O<sub>3</sub>納米管及其制備方法
- 磁性材料HN(C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>·[Co<sub>4</sub>Na<sub>3</sub>(heb)<sub>6</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]及合成方法
- 磁性材料[Co<sub>2</sub>Na<sub>2</sub>(hmb)<sub>4</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>CN)<sub>2</sub>]·(CH<sub>3</sub>CN)<sub>2</sub> 及合成方法
- 一種Bi<sub>0.90</sub>Er<sub>0.10</sub>Fe<sub>0.96</sub>Co<sub>0.02</sub>Mn<sub>0.02</sub>O<sub>3</sub>/Mn<sub>1-x</sub>Co<sub>x</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 復合膜及其制備方法
- Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-TeO<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-WO<sub>3</sub>系玻璃
- 熒光材料[Cu<sub>2</sub>Na<sub>2</sub>(mtyp)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>3</sub>]<sub>n</sub>及合成方法
- 一種(Y<sub>1</sub>-<sub>x</sub>Ln<sub>x</sub>)<sub>2</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>薄膜的直接制備方法
- 熒光材料(CH<sub>2</sub>NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>ZnI<sub>4</sub>
- Li<sub>1.2</sub>Ni<sub>0.13</sub>Co<sub>0.13</sub>Mn<sub>0.54</sub>O<sub>2</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>復合材料的制備方法
