[發明專利]用于GaN基光電與電子器件的控氧PVD AlN緩沖部

在審

• 申請號: 201380074273.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN105121693A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 朱鳴偉;納格·B·帕蒂班德拉;汪榮軍;丹尼爾·李·迪爾;維韋卡·阿格拉沃爾;阿納塔·蘇比瑪尼
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/06
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

1.一種形成用于氮化鎵(GaN)基光電或電子器件的氮化鋁(AlN)緩沖層的方法，所述方法包括下列步驟：

反應性濺射AlN層于基板上，所述反應性濺射步驟包括使置于物理氣相沉積(PVD)腔室內的含鋁靶材與含氮氣體或以含氮氣體為基礎的等離子體發生反應；及

將氧并入所述AlN層中。

2.如權利要求1所述的方法，其中將氧并入的步驟是通過使含氧氣體流入所述PVD腔室中來執行的，所述含氧氣體選自由O₂、H₂O、CO、CO₂、NO、NO₂、O₃和上述物質的組合物所組成的群組。

3.如權利要求1所述的方法，其中將氧并入的步驟是通過在使所述含鋁靶材與所述含氮氣體或以含氮氣體為基礎的所述等離子體發生反應之前使含氧氣體流入來執行的。

4.如權利要求1所述的方法，其中將氧并入的步驟是通過使含氧氣體流入、同時使所述含鋁靶材與所述含氮氣體或以含氮氣體為基礎的所述等離子體發生反應來執行的。

5.如權利要求1所述的方法，其中將氧并入的步驟是通過在使所述含鋁靶材與所述含氮氣體或以含氮氣體為基礎的所述等離子體發生反應之后使含氧氣體流入來執行的。

6.如權利要求1所述的方法，其中將氧并入所述AlN層中的步驟包括將約在1E18至1E23cm^-3范圍內的氧濃度并入所述AlN層中。

7.一種用于GaN基光電或電子器件的材料堆疊物，所述材料堆疊物包括：

基板；及

氮化鋁(AlN)緩沖層，所述AlN緩沖層設置于所述基板上，所述AlN層有約在1E18至1E23cm^-3范圍內的氧濃度。

8.如權利要求7所述的材料堆疊物，其中一部分所述氧被包括在AlN/基板界面處。

9.如權利要求7所述的材料堆疊物，其中一部分所述氧被包括在所述AlN緩沖層的最外層表面處。

10.如權利要求7所述的材料堆疊物，進一步包括：

高質量GaN層，所述高質量GaN層設置于所述AlN緩沖層上，所述高質量GaN層的XRD(002)FWHM＜100弧秒且XRD(102)FWHM＜150弧秒。

11.如權利要求7所述的材料堆疊物，其中所述基板選自由藍寶石、Si、SiC、鉆石覆Si、ZnO、LiAlO₂、MgO、GaAs、銅和W所組成的群組。

12.一種發光二極管(LED)裝置，所述裝置包括：

基板；及

氮化鋁(AlN)緩沖層，所述AlN緩沖層設置于所述基板上，所述AlN層有約在1E18至1E23cm^-3范圍內的氧濃度。

13.如權利要求12所述的LED裝置，其中一部分所述氧被包括在AlN/基板界面處。

14.如權利要求12所述的LED裝置，其中一部分所述氧被包括在所述AlN緩沖層的最外層表面處。

15.如權利要求12所述的LED裝置，進一步包括：

高質量GaN層，所述高質量GaN層設置于所述AlN緩沖層上，所述高質量GaN層的XRD(002)FWHM＜100弧秒且XRD(102)FWHM＜150弧秒。

16.一種GaN基電子器件，所述器件包括：

基板；及

氮化鋁(AlN)緩沖層，所述AlN緩沖層設置于所述基板上，所述AlN層有約在1E18至1E23cm^-3范圍內的氧濃度。

17.如權利要求16所述的GaN基電子器件，其中所述器件是選自由場效晶體管(FET)和功率器件所組成的群組的一種。

18.如權利要求16所述的GaN基電子器件，其中一部分所述氧被包括在AlN/基板界面處。

19.如權利要求16所述的GaN基電子器件，其中一部分所述氧被包括在所述AlN緩沖層的最外層表面處。