[發明專利]基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法在審
| 申請號： | 201811462579.8 | 申請日： | 2018-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN109599462A | 公開（公告）日： | 2019-04-09 |
| 發明（設計）人： | 張寧;馮梁森;魏學成;王軍喜;李晉閩 | 申請（專利權）人： | 中國科學院半導體研究所 |
| 主分類號： | H01L33/00 | 分類號： | H01L33/00;H01L21/02;H01L33/32 |
| 代理公司： | 中科專利商標代理有限責任公司 11021 | 代理人： | 李坤 |
| 地址： | 100083 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 氮化物材料 極性面 襯底 生長 氮氣 氮化物薄膜 光電子器件 表面外延 晶體取向 外延生長 氮化 成核層 低成本 氨源 沉積 制備 微電子 | ||
1.一種基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，包括：
步驟A：在Si襯底的表面利用氨源或氮氣氮化一層Si3N4膜，該Si3N4膜的晶體取向為(001)方向；
步驟B：在所述Si3N4膜的表面依次沉積生長AlN成核層以及AlN buffer層；
步驟C：在所述AlN buffer層上外延生長GaN膜；
步驟D：在所述GaN膜的表面外延生長富In組分的氮化物薄膜。
2.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述Si襯底選取(111)晶面作為其生長表面，所述Si襯底的厚度介于100微米至2000微米之間。
3.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述Si3N4膜的厚度介于1nm至200nm之間；
其中，所述Si3N4膜在整個所述Si襯底表面是連續的二維薄膜；或
所述Si3N4膜是以規則形狀排列的非連續二維薄膜；或
所述Si3N4膜是連續的或非連續的三維結構的薄膜。
4.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述Si3N4膜是多晶或者非晶的材料。
5.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，其中：
所述Si3N4膜的生長方法為：利用N2或者裂解的氨氣中的氮原子與所述Si襯底表面的Si原子進行化學反應形成薄膜；
所述Si3N4膜的生長設備包括MBE、MOCVD、HVPE或CVD。
6.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述Si3N4膜的生長方法為利用Si3N4靶材在Si襯底表面濺射形成；
其中，Si襯底的表面晶體取向為(111)方向。
7.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，其中：
所述AlN成核層位于所述Si3N4膜表面；
所述AlN成核層的厚度介于3nm至300nm之間；
所述AlN成核層的表面晶體取向為(000-1)。
8.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述Si3N4膜的表面有介質掩模。
9.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述Si3N4膜的表面沒有介質掩模。
10.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述AlN成核層形成連續的閉合薄膜。
11.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述AlN成核層形成未閉合薄膜。
12.根據權利要求1所述的基于Si襯底的N極性面富In組分氮化物材料生長方法，所述AlN成核層的生長方法包括：MCVD、MBE、HVPE或CVD。
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