[發明專利]形成氮化物半導體層的工藝

有效

• 申請號: 201710742634.8
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107785243B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 渡邊整;松田一
• 申請（專利權）人: 住友電工光電子器件創新株式會社
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;C23C16/34;H01L29/778
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 李銘;陳源

1.一種形成半導體器件的工藝，所述半導體器件由通過供應有源氣體的金屬有機化學氣相沉積而生長的氮化物半導體材料制成，所述金屬有機化學氣相沉積提供具有中心、中部和周邊的圓形的基座，所述中心、中部和周邊各自伴有用于調節所述基座的溫度分布的加熱器，所述源氣體從所述基座的中心流向周邊，所述工藝包括以下步驟：

在所述基座上設置襯底，所述襯底具有在中心的上游側以及在周邊的下游側；

在所述襯底上生長第一半導體層，所述第一半導體層由氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鋁(InAlN)和氮化銦鋁鎵(InAlGaN)中的至少一種制成；以及

在所述第一半導體層上生長第二半導體層，所述第二半導體層由不含鋁的氮化物半導體材料制成，

其中所述第一半導體層在這樣的溫度梯度條件下生長，在其中所述基座的中心的溫度設置得比所述基座的中部和周邊的溫度高，并且

其中所述第二半導體層在這樣的溫度梯度條件下生長，在其中用于生長所述第二半導體層的溫度梯度小于用于生長所述第一半導體層的溫度梯度。

2.根據權利要求1所述的工藝，

其中，在生長所述第二半導體層的步驟中，所述基座的周邊的溫度高于在生長所述第一半導體層時所述基座的所述周邊的溫度。

3.根據權利要求1所述的工藝，

其中所述第一半導體層由AlGaN制成，并且

其中用于生長所述第一半導體層的溫度梯度條件包括所述基座的溫度為1055℃至1065℃的條件以及所述中心的溫度高于所述周邊的溫度達5℃至7℃的條件。

4.根據權利要求2所述的工藝，

其中所述第一半導體層由AlGaN制成，并且

其中用于生長所述第一半導體層的溫度梯度條件包括所述基座的溫度為1055℃至1065℃的條件以及所述中心的溫度高于所述周邊的溫度達5℃至7℃的條件。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的工藝，

其中所述第一半導體層由InAlN和InAlGaN之一制成，并且

其中用于生長所述第一半導體層的溫度梯度包括所述基座的溫度為700℃至800℃的條件以及所述中心的溫度高于所述周邊的溫度5℃至10℃的條件。

6.根據權利要求5所述的工藝，

其中用于生長所述第二半導體層的溫度梯度逐漸減小，將所述中部的溫度維持在生長所述第一半導體層的溫度以下的溫度。

7.根據權利要求6所述的工藝，

其中，所述基座的中心的溫度從生長所述第一半導體層時所處的溫度下降至少1.5℃，并且所述周邊的溫度從生長所述第一半導體層時所處的溫度上升至少1.5℃。

8.根據權利要求6所述的工藝，

其中所述第二半導體層至多生長5nm。

9.根據權利要求5所述的工藝，

還包括在生長所述第一半導體層的步驟之前順序地生長第一溝道層和第二溝道層的步驟，所述第一溝道層和所述第二溝道層中的每一個由氮化鎵(GaN)制成，

其中所述第一溝道層在沒有所述基座的溫度梯度的情況下生長，并且所述第二溝道層在這樣的溫度梯度條件下生長，在其中所述基座的中心的溫度設置得比所述基座的中部和周邊的溫度高。

10.根據權利要求9所述的工藝，

其中所述第一溝道層在所述中心與所述周邊之間的溫度差小于用于生長所述第二溝道層的溫度梯度的寬度的條件下生長。

11.根據權利要求9所述的工藝，

其中所述第二溝道層在所述基座的平均溫度下生長，所述平均溫度低于用于生長所述第一溝道層的基座的平均溫度。