[發明專利]一種GaN?on?Si晶圓的制備方法

有效

• 申請號: 201510965134.1
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN106893999B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 張森;陳愛華
• 申請（專利權）人: 中晟光電設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34;C23C16/52;C30B25/16;C30B29/40
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯瀟瀟

1.一種利用金屬有機化學氣相沉積裝置制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，所述金屬有機化學氣相沉積裝置包括兩個不同的反應腔，所述方法具體包括以下步驟：

在第一反應腔內通過外延反應在硅基襯底上沉積AlN薄膜，再在AlN薄膜上沉積組成為Al_xGa_1-xN的第一緩沖層，其中A＜X≤0.9，A為0.4～0.6；

將沉積有AlN薄膜和第一緩沖層的硅基襯底轉移至第二反應腔內；

在第二反應腔內通過外延反應進一步沉積組成為Al_YGa_1-YN的第二緩沖層，其中0.1≤Y≤A，A為0.4～0.6，在該第二緩沖層上沉積GaN層，制備得到GaN-on-Si晶圓；

第一反應腔和第二反應腔均是金屬有機化學氣相沉積反應腔，且第一反應腔的高度小于第二反應腔；第一反應腔高度為15～25mm，第二反應腔高度為50～100mm。

2.根據權利要求1所述的制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，第一反應腔和第二反應腔均是單片反應腔。

3.根據權利要求1所述的制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，將硅基襯底轉移至第二反應腔的過程是在密閉真空環境下完成的。

4.根據權利要求1所述的制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，在第一反應腔內沉積有AlN薄膜和第一緩沖層的硅基襯底溫度降至400～500℃后，將該硅基襯底轉移至第二反應腔內。

5.根據權利要求1所述的制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，在第一反應腔內沉積AlN薄膜和沉積第一緩沖層的溫度為1150～1250℃，壓力為45～55mbar。

6.根據權利要求1所述的制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，在第二反應腔內沉積第二緩沖層和GaN層的溫度為1050～1150℃，壓力為100～200mbar。

7.根據權利要求1或2所述的制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，第一反應腔和第二反應腔均支持托盤轉速為500轉以上/分鐘的高速旋轉。

8.根據權利要求1所述的制備GaN-on-Si晶圓的方法，其特征在于，在第二反應腔沉積第二緩沖層和GaN層的同時，在第一反應腔內在另一批次硅基襯底上沉積AlN薄膜和第一緩沖層。