本发明专利技术提供一种U型GaN层的生长方法、U型GaN层和半导体晶体管，属于半导体生产领域。包括：S1，采用GaN材料在衬底上纵向生长，得到初始U型GaN层；S2，在初始U型GaN层上由3D纵向生长向2D横向生长过渡，得到U型GaN过渡层；S3，在U型GaN过渡层上横向生长；S4，在S3得到的U型GaN层上继续横向生长，使生长得到的U型GaN层的表面平整。本发明专利技术通过在纵向生长与横向生长之间增加由3D纵向生长向2D横向生长过渡的阶段，使得由纵向生长到横向生长是慢慢过渡的，并通过调整生长过程中MOCVD设备的各项参数，提高了晶体质量、位错密度及内量子效率，使得生长得到的U型GaN层的表面缺陷大大减少，因而提高了产品良率。
Growth method of U-GaN layer, U-GaN layer and semiconductor transistor
【技术实现步骤摘要】
U型GaN层的生长方法、U型GaN层和半导体晶体管
本专利技术涉及半导体生产
，特别涉及一种U型GaN层的生长方法、U型GaN层和半导体晶体管。
技术介绍
U型GaN层是半导体晶体管外延层中的重要组部分。目前在生长U型GaN层时，是由两个阶段组成，即先纵向生长，然后由纵向生长直接变为横向生长。由于这样的生长方式中纵向生长和横向生长之间无过渡界面，所以在晶体质量、位错密度及内量子效率等方面都不能达到较好的效果，使得生长得到的U型GaN层表面缺陷较多，导致产品良率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种U型GaN层的生长方法、U型GaN层和半导体晶体管。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：第一方面，提供了一种U型GaN层的生长方法，其包括如下步骤：S1，控制MOCVD设备的温度为1005-1035℃、转速为700r/min、压力为500torr，以3.8-4.2μm/h的速度采用GaN材料在衬底上纵向生长12-18min，得到初始U型GaN层；S2，控制MOCVD设备的温度为1030-1065℃、转速为1000r/min、压力为300torr，以4.275-4.775μm/h的速度在初始U型GaN层上由3D纵向生长向2D横向生长过渡2-8min，得到U型GaN过渡层；S3，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在U型GaN过渡层上横向生长2-8min；S4，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在S3得到的U型GaN层上继续横向生长2-8min，使生长得到的U型GaN层的表面平整。可选地，所述S1中控制MOCVD设备的温度为1020℃、速度为4μm/h、生长时间为15min；所述S2中控制MOCVD设备的温度为1050℃、速度为4.5μm/h、生长时间为5min；所述S3中控制MOCVD设备的温度为1100℃、速度为6μm/h、生长时间为5min；所述S4中控制MOCVD设备的温度为1100℃、速度为6μm/h、生长时间为5min。可选地，所述S4之后还包括：S5，对U型GaN层进行掺杂，得到N型GaN层。可选地，所述S5在对U型GaN层进行掺杂时，控制MOCVD设备的温度为1080℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以6-7μm/h的速度生长15-20min。可选地，所述在S3得到的U型GaN层上继续横向生长2-8min时，还包括：获取生长过程的反射率曲线，并根据所述反射率曲线确定横向生长过程生长的U型GaN层的表面是否平整。第二方面，提供了一种U型GaN层，所述U型GaN层采用第一方面所述的生长方法生长得到。第三方面，提供了一种半导体晶体管的外延片，包括U型GaN层，所述U型GaN层采用第一方面所述的生长方法生长得到。第四方面，提供了一种半导体晶体管，包括外延片，所述外延片包括U型GaN层，所述U型GaN层采用第一方面所述的生长方法生长得到。上述所有可选技术方案均可任意组合，本专利技术不对一一组合后的结构进行详细说明。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过在纵向生长与横向生长之间增加由3D纵向生长向2D横向生长过渡的阶段，使得由纵向生长到横向生长是慢慢过渡的，并通过调整生长过程中MOCVD设备的各项参数，提高了晶体质量、位错密度及内量子效率，使得生长得到的U型GaN层的表面缺陷大大减少，因而提高了产品良率。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术实施例提供的U型GaN层的生长方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的U型GaN层的生长方法，其包括如下步骤：S1，控制MOCVD(新型气相外延生长技术)设备的温度为1005-1035℃、转速为700r/min、压力为500torr，以3.8-4.2μm/h的速度采用GaN材料在衬底上纵向生长12-18min，得到初始U型GaN层。其中，衬底可以为蓝宝石衬底，也可以为其它材料的衬底。S2，控制MOCVD设备的温度为1030-1065℃、转速为1000r/min、压力为300torr，以4.275-4.775μm/h的速度在初始U型GaN层上由3D纵向生长向2D横向生长过渡2-8min，得到U型GaN过渡层。由于S1得到的初始U型GaN层的纵向高度可能并不一致，因此，通过在初始U型GaN层上由3D纵向生长向2D横向生长过渡，确保通过该步骤生长得到的U型GaN过渡层纵向高度一致，以为横向生长奠定很好的基础。S3，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在U型GaN过渡层上横向生长2-8min。通过该步骤，使得横向生长后的U型GaN层表面趋于平整。S4，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在S3得到的U型GaN层上继续横向生长2-8min，使生长得到的U型GaN层的表面平整。该步骤是在S3的基础上继续进行生长，以保证生长得到的U型GaN层的表面平整。可选地，所述S1中控制MOCVD设备的温度为1020℃、速度为4μm/h、生长时间为15min；所述S2中控制MOCVD设备的温度为1050℃、速度为4.5μm/h、生长时间为5min；所述S3中控制MOCVD设备的温度为1100℃、速度为6μm/h、生长时间为5min；所述S4中控制MOCVD设备的温度为1100℃、速度为6μm/h、生长时间为5min。通过试验表明，当采用该可选方式中的各个参数控制MOCVD设备时，生长得到的U型GaN层的晶体质量、位错密度及内量子效率更高。可选地，所述S4之后还包括：S5，对U型GaN层进行掺杂，得到N型GaN层。其中，所述S5在对U型GaN层进行掺杂时，控制MOCVD设备的温度为1080℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以6-7μm/h的速度生长15-20min。通过试验表明，当采用该可选方式中的各个参数控制MOCVD设备进行N型掺杂时，得到的N型GaN层的晶体质量、位错密度及内量子效率更高。可选地，所述在S3得到的U型GaN层上继续横向生长2-8min时，还包括：获取生长过程的反射率曲线(RT曲线)，并根据所述反射率曲线确定横向生长过程生长的U型GaN层的表本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种U型GaN层的生长方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，控制MOCVD设备的温度为1005-1035℃、转速为700r/min、压力为500torr，以3.8-4.2μm/h的速度采用GaN材料在衬底上纵向生长12-18min，得到初始U型GaN层；/nS2，控制MOCVD设备的温度为1030-1065℃、转速为1000r/min、压力为300torr，以4.275-4.775μm/h的速度在初始U型GaN层上由3D纵向生长向2D横向生长过渡2-8min，得到U型GaN过渡层；/nS3，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在U型GaN过渡层上横向生长2-8min；/nS4，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在S3得到的U型GaN层上继续横向生长2-8min，使生长得到的U型GaN层的表面平整。/n
【技术特征摘要】
1.一种U型GaN层的生长方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，控制MOCVD设备的温度为1005-1035℃、转速为700r/min、压力为500torr，以3.8-4.2μm/h的速度采用GaN材料在衬底上纵向生长12-18min，得到初始U型GaN层；
S2，控制MOCVD设备的温度为1030-1065℃、转速为1000r/min、压力为300torr，以4.275-4.775μm/h的速度在初始U型GaN层上由3D纵向生长向2D横向生长过渡2-8min，得到U型GaN过渡层；
S3，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在U型GaN过渡层上横向生长2-8min；
S4，控制MOCVD设备的温度为1085-1115℃、转速为1200r/min、压力为200torr，以5.9-6.1μm/h的速度在S3得到的U型GaN层上继续横向生长2-8min，使生长得到的U型GaN层的表面平整。
2.根据权利要求1所述的U型GaN层的生长方法，其特征在于，
所述S1中控制MOCVD设备的温度为1020℃、速度为4μm/h、生长时间为15min；
所述S2中控制MOCVD设备的温度为1050℃、速度为4.5μm/h、生长时间为5min；
所述S3中控制MOCVD设备的温度为1100℃、...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，关永莉，米洪龙，吴小强，杨杰，申江涛，陕志芳，樊明明，
申请(专利权)人：山西飞虹微纳米光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
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