[發明專利]用于沉積第III族氮化物半導體膜的方法

在審

• 申請號: 201380031696.8
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN104508795A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 洛倫佐·卡斯塔爾迪;馬丁·克拉策;海因茨·費爾澤;小羅伯特·馬馬扎
• 申請（專利權）人: 歐瑞康高級技術股份公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/02;H01L21/3065
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 劉燦強;王占杰

1.一種用于在基底上沉積第III族氮化物半導體膜的方法，包括：

提供藍寶石基底；

將基底放置在真空室中；

通過蝕刻來修整基底的表面并提供經修整的表面；

保持基底與加熱器的基底面對表面分離預定距離；

在保持基底與加熱器的基底面對表面分離的同時，通過使用加熱器將基底加熱至溫度T₁；

在保持基底與加熱器的基底面對表面的分離同時，通過物理氣相沉積法在基底的經修整的表面上沉積第III族氮化物半導體膜，并且在基底的經修整的表面上形成具有N面極性的外延第III族氮化物半導體膜。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，修整基底的表面的工藝包括在真空下對所述表面進行等離子體軟蝕刻。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，等離子體軟蝕刻包括：將基底加熱至溫度T₂、將Ar氣體引入到真空室中以及使基底的所述表面經受等離子體。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，T₂為35℃至70℃。

5.根據權利要求2至4中任一項所述的方法，其中，利用包括Ar⁺離子的RF等離子體在2×10^-4mbar至8×10^-4mbar的壓力下執行等離子體軟蝕刻。

6.根據權利要求2至5中任一項所述的方法，其中，T₂<T₁。

7.根據權利要求2至6中任一項所述的方法，其中，在等離子體軟蝕刻過程中，保持基底與加熱器的基底面對表面分離。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，修整基底的表面的工藝包括化學蝕刻所述表面。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，所述蝕刻包括從基底優先地去除化學束縛的氧。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其中，在所述蝕刻之后，經修整的表面是Al終結的。

11.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，所述方法還包括：在修整之后，使經修整的表面在真空室中經受氮流。

12.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，T₁處于650℃至800℃的范圍內。

13.根據權利要求1至12中任一項所述的方法，所述方法還包括：在將基底加熱至溫度T₁的同時，使氬氣流經基底。

14.根據權利要求1至13中任一項所述的方法，其中，在第一真空室中執行修整，在第二真空室中執行沉積。

15.根據權利要求1至14中任一項所述的方法，所述方法還包括：在修整之后降低真空室中的壓力。

16.根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其中，通過反應濺射將第III族氮化物半導體膜沉積在基底的經修整的表面上。

17.根據權利要求16所述的方法，其中，使用1.5kW至3kW的DC功率將第III族氮化物半導體膜濺射在經修整的表面上。

18.根據權利要求1至17中任一項所述的方法，其中，通過RF濺射將第III族氮化物半導體膜沉積在基底的經修整的表面上。

19.根據權利要求1至18中任一項所述的方法，所述方法還包括：在N₂/Ar氣氛中在經修整的表面上沉積種子層，其中，N₂與Ar的比率大于3，并且在N₂/Ar氣氛中在種子層上沉積所述膜，其中，N₂與Ar的比率小于3。

20.根據權利要求1至19中任一項所述的方法，所述方法還包括：在沉積第III族氮化物膜之后，主動地冷卻基底。

21.根據權利要求1至20中任一項所述的方法，其中，第III族氮化物膜為AlN。

22.根據權利要求1至21中任一項所述的方法，所述方法還包括：在外延第III族氮化物半導體膜上濺射另一第III族氮化物半導體膜，所述另一第III族氮化物半導體膜具有第III族面極性。