一种用于氮化镓生长的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种用于氮化镓生长的工艺方法，涉及氮化镓生长技术领域，包括以下步骤；步骤1)、预处理；步骤2)、生长。本发明专利技术工艺简单，将衬底通过有机溶液擦拭干净后，经酸碱浸泡后利用去离子水冲淋干净再由氮气吹干，有效的优化了衬底表面颗粒及洁净度，退火后的衬底片表面洁净度达到无黑白点，无色差，无手印，无沾污，增加了产品质量，改善了背面不良且容易出现形变的问题，提高了合格率，降低了成本浪费，采用两次缓冲层，同时将第一缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下晶体质量良好的镓极性氮化镓，从而实现高质量氮化镓的生长，增加了产品整体性能，解决了传统缓冲层的晶体质量较差从而导致许多缺陷会穿透缓冲层时问题。

A Process for GaN Growth

The invention discloses a process method for the growth of gallium nitride, which relates to the technical field of gallium nitride growth, including the following steps: step 1, pretreatment, step 2 and growth. The process of the invention is simple, the substrate is wiped clean by organic solution, soaked in acid and alkali, washed by deionized water and dried by nitrogen gas, and the surface particle and cleanliness of the substrate are effectively optimized. After annealing, the surface cleanliness of the substrate achieves no black and white spots, no color difference, no fingerprint, no stain, increases the quality of the product, improves the bad back surface and is prone to deformation. The problem is that the qualified rate is increased and the cost is reduced. Two buffer layers are adopted. At the same time, the nitrogen polar gallium nitride in the first buffer layer is sublimated completely, leaving gallium polar gallium nitride with good crystal quality. Thus, the growth of high quality gallium nitride is realized, the overall performance of the product is increased, and the poor crystal quality of the traditional buffer layer is solved, resulting in many defects penetrating the buffer. Layer time problem.

【技术实现步骤摘要】
一种用于氮化镓生长的工艺方法
本专利技术涉及氮化镓生长
，具体是一种用于氮化镓生长的工艺方法。
技术介绍
氮化镓是一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列，它是微波功率晶体管的优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。目前LED外延片普遍采用缓冲层技术，即在衬底上沉积一层缓冲层再生长GaN材料，缓冲层能一定程度克服衬底与GaN材料间的晶格失配，并将他们之间的缺陷埋在缓冲层之下，但是缓冲层的晶体质量依旧较差，依旧有许多缺陷会穿透缓冲层，由于GaN材料与衬底存在热失配，在变温过程造成的应力会使这些缺陷扩大并穿透整个外延层，从而影响器件性能的问题。因此，本领域技术人员提供了一种用于氮化镓生长的工艺方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于氮化镓生长的工艺方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于氮化镓生长的工艺方法，包括以下步骤；步骤1)、预处理：S1、采用有机试剂对衬底表面进行擦拭清理；S2、将清理干净的衬底放入加热后的腐蚀液中浸泡，10分钟后经去离子水冲洗并采用氮气吹干处理；S3、将吹干的衬底放入温度在1000℃的真空室中，在氢气气氛下进行退火处理。步骤2)、生长：A1、衬底在高温下生长成核层；A2、在成核层的表面上高温生长第一层氮化镓缓冲层，温度控制在1050±20度；A3、在氢气的气氛中烘烤2-8分钟将第一层氮化镓缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下镓性氮化镓；A4、降低温度，在衬底上继续生产第二层氮化镓缓冲层，温度控制在500-600度；A5、进行三维生长，生长温度控制在1000±20度，时间控制在25分钟以内；A6、对三维生长后的氮化镓进行二维生长，温度控制在1100±20度，同时时间控制在20分钟以内；A7、在氢气气氛中退火，冷却后取出后得到成品。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤1)中的衬底采用氧化铝材质的构件，其厚度为600μm。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤1)中腐蚀液采用氢气SO4和H3PO4混合而成，两者之间的比例为3：1。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤1)中真空室的真空度为10-2Pa，预处理时间控制在30分钟。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤2)中的成核层的生长温度控制在650度，并且成核层的厚度为50nm。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤2)中第一层氮化镓缓冲层的厚度为20-40nm，第二层氮化镓缓冲层的厚度为15-25nm。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤2)中的退火温度控制在1040±20度，时间持续8分钟。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术工艺简单，将衬底通过有机溶液擦拭干净后，经酸碱浸泡后利用去离子水冲淋干净再由氮气吹干，有效的优化了衬底表面颗粒及洁净度，退火后的衬底片表面洁净度达到无黑白点，无色差，无手印，无沾污，增加了产品质量，改善了背面不良且容易出现形变的问题，提高了合格率，降低了成本浪费，采用两次缓冲层，同时将第一缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下晶体质量良好的镓极性氮化镓，从而实现高质量氮化镓的生长，增加了产品整体性能，解决了传统缓冲层的晶体质量较差从而导致许多缺陷会穿透缓冲层时问题。附图说明图1为一种用于氮化镓生长的工艺方法的流程框架图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例中，一种用于氮化镓生长的工艺方法，包括以下步骤；步骤1)、预处理：S1、采用有机试剂对衬底表面进行擦拭清理；S2、将清理干净的衬底放入加热后的腐蚀液中浸泡，10分钟后经去离子水冲洗并采用氮气吹干处理；S3、将吹干的衬底放入温度在1000℃的真空室中，在氢气气氛下进行退火处理。有效的优化了衬底表面颗粒及洁净度，退火后的衬底片表面洁净度达到无黑白点，无色差，无手印，无沾污，增加了产品质量，改善了背面不良且容易出现形变的问题，提高了合格率，降低了成本浪费。步骤2)、生长：A1、衬底在高温下生长成核层；A2、在成核层的表面上高温生长第一层氮化镓缓冲层，温度控制在1050±20度；A3、在氢气的气氛中烘烤2-8分钟将第一层氮化镓缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下镓性氮化镓；A4、降低温度，在衬底上继续生产第二层氮化镓缓冲层，温度控制在500-600度，从而实现高质量氮化镓的生长，增加了产品整体性能，解决了传统缓冲层的晶体质量较差从而导致许多缺陷会穿透缓冲层时问题；A5、进行三维生长，生长温度控制在1000±20度，时间控制在25分钟以内；A6、对三维生长后的氮化镓进行二维生长，温度控制在1100±20度，同时时间控制在20分钟以内；A7、在氢气气氛中退火，冷却后取出后得到成品。进一步的，步骤1)中的衬底采用氧化铝材质的构件，其厚度为600μm。进一步的，步骤1)中腐蚀液采用氢气SO4和H3PO4混合而成，两者之间的比例为3：1。进一步的，步骤1)中真空室的真空度为10-2Pa，预处理时间控制在30分钟。进一步的，步骤2)中的成核层的生长温度控制在650度，并且成核层的厚度为50nm。进一步的，步骤2)中第一层氮化镓缓冲层的厚度为20-40nm，第二层氮化镓缓冲层的厚度为15-25nm。进一步的，步骤2)中的退火温度控制在1040±20度，时间持续8分钟。综上所述：将衬底通过有机溶液擦拭干净后，经酸碱浸泡后利用去离子水冲淋干净再由氮气吹干，有效的优化了衬底表面颗粒及洁净度，退火后的衬底片表面洁净度达到无黑白点，无色差，无手印，无沾污，增加了产品质量，改善了背面不良且容易出现形变的问题，提高了合格率，降低了成本浪费，采用两次缓冲层，同时将第一缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下晶体质量良好的镓极性氮化镓，从而实现高质量氮化镓的生长，增加了产品整体性能，解决了传统缓冲层的晶体质量较差从而导致许多缺陷会穿透缓冲层时问题。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氮化镓生长的工艺方法，其特征在于包括以下步骤；步骤1)、预处理：S1、采用有机试剂对衬底表面进行擦拭清理；S2、将清理干净的衬底放入加热后的腐蚀液中浸泡，10分钟后经去离子水冲洗并采用氮气吹干处理；S3、将吹干的衬底放入温度在1000℃的真空室中，在氢气气氛下进行退火处理。步骤2)、生长：A1、衬底在高温下生长成核层；A2、在成核层的表面上高温生长第一层氮化镓缓冲层，温度控制在1050±20度；A3、在氢气的气氛中烘烤2‑8分钟将第一层氮化镓缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下镓性氮化镓；A4、降低温度，在衬底上继续生产第二层氮化镓缓冲层，温度控制在500‑600度；A5、进行三维生长，生长温度控制在1000±20度，时间控制在25分钟以内；A6、对三维生长后的氮化镓进行二维生长，温度控制在1100±20度，同时时间控制在20分钟以内；A7、在氢气气氛中退火，冷却后取出后得到成品。

【技术特征摘要】
1.一种用于氮化镓生长的工艺方法，其特征在于包括以下步骤；步骤1)、预处理：S1、采用有机试剂对衬底表面进行擦拭清理；S2、将清理干净的衬底放入加热后的腐蚀液中浸泡，10分钟后经去离子水冲洗并采用氮气吹干处理；S3、将吹干的衬底放入温度在1000℃的真空室中，在氢气气氛下进行退火处理。步骤2)、生长：A1、衬底在高温下生长成核层；A2、在成核层的表面上高温生长第一层氮化镓缓冲层，温度控制在1050±20度；A3、在氢气的气氛中烘烤2-8分钟将第一层氮化镓缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下镓性氮化镓；A4、降低温度，在衬底上继续生产第二层氮化镓缓冲层，温度控制在500-600度；A5、进行三维生长，生长温度控制在1000±20度，时间控制在25分钟以内；A6、对三维生长后的氮化镓进行二维生长，温度控制在1100±20度，同时时间控制在20分钟以内；A7、在氢气气氛中退火，冷却后取出后得到成品。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，徐涛，
申请(专利权)人：天津市耀宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12