GaN半导体材料的异质外延方法技术

本发明专利技术公开了一种ＧａＮ半导体系列材料的异质外延方法。该方法是在ＳｉＣ衬底（１１１）面和蓝宝石衬底（０００１）面上，利用金属有机物化学气相淀积ＭＯＣＶＤ工艺，首先淀积过渡层和掩膜，并按照涉及图案刻蚀掩膜，进入并暴露出缓冲层ＡｌＮ作为生长种子区域；然后将该种子区ＧａＮ的生长温度置于１０５０～１１００℃的范围，压力置于４０ｔｏｒ左右，在种子区的缓冲层ＡｌＮ上成核形种子，并以金字塔式外延生长，即在种子区以纵向垂直生长为主，横向缓慢生长，当垂直生长到适当高度后，改变生长工艺参数，在线进入ＳｉＮ掩膜上部覆盖的冠状生长过程，即从长成的塔顶部开始，以横向悬挂生长为主，纵向缓慢生长。本发明专利技术具有工艺简单，薄膜质量高之优点，可用于对低缺陷密度半导体薄膜材料的制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子
，涉及一种低缺陷密度半导体薄膜材料的制备方法，具体地说是有关GaN半导体系列材料的异质外延方法。
技术介绍
随着现代武器装备和航空航天、核能、通信技术的发展，对半导体器件的性能提出了更高的要求。SiC，GaN是第三代宽禁带半导体的代表器件，GaN系列材料具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、介电常数小、导热性能好等特点，可用于制作高温、高频及大功率电子器件。但是采用传统方法生长出来的GaN系列材料存在缺陷密度高，制备出的器件漏电流大、使用寿命短的缺点。对于GaN的横向过度生长LEO生长技术目前国外已有多项研究。1999年加利福尼亚大学材料系的H.Marchand、N.Zhang和L.Zhao等人利用氮化铝缓冲层在硅(111)衬底上金属有机物化学气相淀积—横向过度生长(MOCVD-LEO)GaN，其生长工艺如下在生长之前先将直径二英寸的硅(111)晶片在缓冲液HF中蚀刻1min。在氢保护下加热到900℃，TMAl和NH3等先驱气体导入MOCVD生长腔，氮化铝缓冲层在76tor的总压力下沉淀。氮化铝层的厚度约是60nm即样品A，或180nm即样品B。在两种情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＧａＮ半导体材料的异质外延方法，在ＳｉＣ衬底（１１１）面和蓝宝石衬底（０００１）面上，利用金属有机物化学气相淀积ＭＯＣＶＤ工艺，首先，淀积过渡层和掩膜，并按照涉及图案刻蚀掩膜，进入并暴露出缓冲层ＡｌＮ作为生长种子区域；然后，将该种子区ＧａＮ的生长温度置于１０５０～１１００℃的范围，压力置于４０ｔｏｒ左右，按如下过程生长出完整平滑的低缺陷密度薄膜：（１）ＧａＮ在种子区的缓冲层ＡｌＮ上成核形种子，并以金字塔式外延生长，即在种子区以纵向垂直生长为主，横向缓慢生长；　 　（２）垂直生长到适当高度，通过改变生长工艺参数，在线进入ＳｉＮ掩膜上部覆盖的冠状生长过程，即从长成的塔顶部...

【技术特征摘要】
1.一种GaN半导体材料的异质外延方法，在SiC衬底(111)面和蓝宝石衬底(0001)面上，利用金属有机物化学气相淀积MOCVD工艺，首先，淀积过渡层和掩膜，并按照涉及图案刻蚀掩膜，进入并暴露出缓冲层A1N作为生长种子区域；然后，将该种子区GaN的生长温度置于1050～1100℃的范围，压力置于40tor左右，按如下过程生长出完整平滑的低缺陷密度薄膜(1)GaN在种子区的缓冲层AlN上成核形种子，并以金字塔式外延生长，即在种子区以纵向垂直生长为主，横向缓慢生长；(2)垂直生长到适当高度，通过改变生长工艺参数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝跃，李德昌，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]