一种氮化物半导体材料的外延生长方法技术

本发明专利技术提供了一种氮化物半导体材料的外延生长方法，包括：S1)在异质衬底上外延生长第一层氮化物半导体材料；S2)在第一层氮化物半导体材料上进行无掩膜湿法刻蚀，得到位错缺陷处形成微坑的第一层氮化物半导体材料，且微坑处裸漏出异质衬底；S3)在位错缺陷处形成微坑的第一层氮化物半导体材料上进行二次外延生长氮化物半导体材料。与现有技术相比，本发明专利技术利用异质外延材料自身的位错缺陷原位制备微纳尺度六角V型微坑，有效释放由于晶格失配及热失配引起的应力，再利用六角V型微坑中裸露的异质衬底和V型微坑上氮化物半导体材料的生长取向和生长速率差异性实现侧向外延，能够有效降低位错密度，提高氮化物半导体材料晶体质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化物半导体材料的外延生长方法


[0001]本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种氮化物半导体材料的外延生长方法。

技术介绍

[0002]氮化铝(AlN)材料是目前制备氮化铝镓(AlGaN)基深紫外光电器件的理想衬底。基于金属有机化学气相沉积(metal
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organic chemical vapor deposition,MOCVD)、氢化物气相沉积(hydride vapor phase epitaxy,HVPE)、分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)等异质外延技术制备的AlN模板由于异质外延使用的异质衬底如蓝宝石、硅等与AlN材料间存在较大的晶格失配和热失配，导致AlN外延材料中产生高密度位错缺陷(包括螺位错、刃位错和混合位错)。AlN材料中大量位错缺陷的存在，将延伸至后续AlGaN基结构材料中，不仅制约着AlGaN结构材料的晶体质量，而且在AlGaN基深紫外光电器件中扮演着漏电通道和非辐射复合中心的角色，位错缺陷严重影响AlGaN基深紫外光电器件的性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化物半导体材料的外延生长方法，其特征在于，包括：S1)在异质衬底上外延生长第一层氮化物半导体材料；S2)在第一层氮化物半导体材料上进行无掩膜湿法刻蚀，得到位错缺陷处形成微坑的第一层氮化物半导体材料，且微坑处裸漏出异质衬底；S3)在位错缺陷处形成微坑的第一层氮化物半导体材料上进行二次外延生长氮化物半导体材料。2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述异质衬底为c面蓝宝石；所述氮化物半导体材料为AlN或GaN。3.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述第一层氮化物半导体材料的厚度为500～1000nm；所述二次外延生长氮化物半导体材料的厚度为3～5μm。4.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述步骤S2)中无掩膜湿法刻蚀采用磷酸溶液或强碱性溶液在加热的条件下进行；所述磷酸溶液的质量浓度为80％～90％；所述强碱性溶液的质量浓度为10％～20％；所述加热的温度为60℃～150℃；加热的时间为0.5～2h。5.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述步骤S1)具体为：在异质衬底上经低温氮化物半导体材料成核层生长与高温氮化物半导体外延层生长，得到第一层氮化物半导体材料；所述低温氮化物半导体材料成核层的厚度为30～50nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一仁，周星宇，张志伟，宋航，缪国庆，蒋红，李志明，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：