在ZnO纳米线表面低温外延生长高质量GaN薄膜的方法技术

本发明专利技术属于半导体器件制备技术领域，具体为一种在ZnO纳米线表面低温外延生长高质量GaN薄膜的方法。本发明专利技术采用等离子体增强原子层沉积技术，利用等离子增强原子层沉积能够大大降低生长温度的优势，使用前驱体三甲基镓作为镓源，氨气作为氮源；通过调节等离子体功率和前驱体脉冲时间工艺参数，实现高质量GaN薄膜的可控生长。本发明专利技术方法成功实现了GaN薄膜的低温异质外延生长，结晶性好，具有与ZnO纳米线完美匹配的晶向，且外延层厚度可原子层级精确调控。在功率器件、微电子、晶体管、传感器、光电探测、光电催化和能源等领域将发挥重要的科学价值，具有广泛应用前景。

【技术实现步骤摘要】
在ZnO纳米线表面低温外延生长高质量GaN薄膜的方法
本专利技术属于半导体器件制备
，具体涉及在ZnO纳米线表面低温异质外延生长GaN薄膜的方法。
技术介绍
氮化镓（GaN）薄膜具有宽的带隙，与SiC、金刚石同属于第三代宽禁带半导体材料。同第一代的Ge、Si以及第二代GaAs、InP化合物半导体材料相比，具有非常明显的优势。GaN由于禁带宽度大，导热率高，可在高温高压稳定工作。同时GaN材料击穿电压高，导通电阻小，电子饱和速度快，载流子迁移率高，这些优异的特性使GaN在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。特别的，GaN是微波功率晶体管的优良材料，同时该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。GaN是一种已经投入使用的半导体材料，广泛应用于LED照明领域和日益重要的无线领域中。随着工艺进步和故障率的提高，GaN在交流与直流电源转换、电平转换等应用上提供了很多的优势。与以前使用的硅(Si)晶体管相比，基于GaN的开关功率晶体管可以在高电压下工作，具有更高的性能和更低的损耗。在电源开关的应用上，G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在ZnO纳米线表面低温外延生长高质量GaN薄膜的方法，其特征在于，采用等离子体增强原子层沉积技术，利用等离子增强原子层沉积能够大大降低生长温度的优势，以前驱体TMG和NH

【技术特征摘要】
1.一种在ZnO纳米线表面低温外延生长高质量GaN薄膜的方法，其特征在于，采用等离子体增强原子层沉积技术，利用等离子增强原子层沉积能够大大降低生长温度的优势，以前驱体TMG和NH3作为镓源和氮源，通过调节等离子体功率和前驱体脉冲时间工艺参数，实现高质量GaN薄膜的可控生长；具体步骤如下：
a.将衬底放入以惰性气体为载气的ALD反应腔室内；
b.在反应腔室内通入前驱体TMG，在ZnO纳米线表面进行吸附；
c.用惰性气体对ZnO纳米线样品表面进行吹扫，吹走多余的前驱体TMG和反应副产物；
d.在反应腔室内通入NH3等离子体源，与吸附在ZnO纳米线表面的前驱体TMG发生反应；
e.用惰性气体对衬底表面进行吹扫，吹扫多余的NH3和反应副产物；
f.循环执行步骤b、c,、d,、e多次，以形成预定厚度的GaN薄膜；
反应腔室内的生长温度为100℃~400℃；
反应腔室真空度为1-5mbar；
步骤b中，前驱体TMG的源温控制在6-25℃，脉冲时间为0.005~...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宏平，侯欣蓝，张园览，吴帆正树，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31