[發明專利]一種SiC襯底生長GaN外延膜的方法

在審

• 申請號: 201811377030.9
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109545661A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 白俊春;周小偉;景文甲;李培咸;平加峰
• 申請（專利權）人: 江蘇晶曌半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L33/00;C30B25/18;C30B29/40
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

1.一種SiC襯底生長GaN外延膜的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將6H-SiC襯底開封后先用丙酮浸泡超聲清洗去除油脂，然后浸入80℃的H₂SO₄和HNO₃的混合溶液中以去除表面重金屬，80℃~100℃干燥1h~3h后放置在N₂保護氣氛的MOCVD手套箱中，隨后利用吸盤將SiC襯底移動到MOCVD反應室的襯底托盤上；

（2）閉合MOCVD反應室，反應室內升溫到1050℃-1070℃，通入SiH₄氣體對6H-SiC進行原位處理，SiH₄的流量為1.2-1.8 nmol/min，反應室的壓力為50-60 mbar，原位處理的時間為50-150s；

（3）沉積AlGaN緩沖層：向反應室內同時通入TMGa、TMAl和NH₃，其中，TMGa的流量為20-25μmol/min，TMAl的流量為3-4μmol/min，NH₃的流量為3-3.5slm，SiH₄流量保持為1.2-1.8nmol/min，溫度為1050℃~1070℃；

（4）沉積漸變AlGaN層：將TMGa的流量均勻增加至160-200μmol/min，NH₃的流量保持為3-3.5slm，關閉TMAl的輸出，將SiH₄流量增至7-8 nmol/min，溫度保持在1050℃~1070℃；

（5）生長GaN外延層，厚度為1.6μm~10μm，SiH₄流量保持在7-8 nmol/min，生長過程中Ⅴ/Ⅲ為100~300，壓強為250-300mbar，溫度保持在1050℃~1070℃。

2.根據權利要求1所述的SiC襯底生長GaN外延膜的方法，其特征在于，步驟（1）中H₂SO₄和HNO₃的體積比為1：1。

3.根據權利要求1所述的SiC襯底生長GaN外延膜的方法，其特征在于，步驟（2）中反應室的壓力為50-60mbar，溫度為1050℃-1070℃，預先通入SiH₄氣體對SiC襯底進行處理的時間長度為50-150s，其濃度由H₂稀釋為250ppm。

4.根據權利要求1所述的SiC襯底生長GaN外延膜的方法，其特征在于，步驟（3）-（5）中以H₂為載氣。

5.根據權利要求1所述的SiC襯底生長GaN外延膜的方法，其特征在于，步驟（3）和（4）中沉積的AlGaN緩沖層和漸變AlGaN層的總厚度為80-100nm。