一种Si衬底GaN外延薄膜的生长方法技术

本发明专利技术公开了一种Si衬底GaN外延薄膜的生长方法，该生长方法是在Si衬底上生长GaN薄膜时避免了AlN或AlN/AlGaN缓冲层的生长，通过对Si衬底预处理，形成隔离Si与Ga的界面，避免Ga与Si反应产生回熔；通过调整GaN应力调控层与GaN层的生长温度，调节材料生长过程产生的应力，从而形成连续完整的单晶GaN薄膜。该方法避免了AlN或AlN/AlGaN缓冲层的生长，从而有效地减少AlN在反应室中石墨和喷头等位置的沉积，降低外延生长的成本，减少因为沉积物导致的不稳定性和沉积物处理引起的不确定性和成本增加，有效地降低外延生长的成本和沉积物处理的频率，提高外延生长的稳定性、可靠性和产品良率，在所述GaN薄膜上可生长其他结构或功能层，应用于功率电子器件、照明等领域。照明等领域。

A growth method of Gan epitaxial film on Si substrate

【技术实现步骤摘要】
一种Si衬底GaN外延薄膜的生长方法


[0001]本专利技术涉及半导体薄膜材料
，尤其涉及一种Si衬底GaN外延薄膜的生长方法。

技术介绍

[0002]硅衬底GaN基LED技术作为三条主要GaN基LED技术路线之一，已经取得了丰硕的成果，同时Si衬底也是适合商用GaN电力电子器件生长的理想衬底。采用Si衬底生长GaN材料，己成为业界共识。
[0003]目前在Si衬底上外延生长GaN的产业化方法是利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）在Si衬底上先外延生长AlN或AlN/AlGaN作为缓冲层，再外延生长GaN。这是由于Ga会与Si发生反应，对Si衬底产生回熔腐蚀，因而无法形成连续平整的晶体薄膜，先外延生长AlN或AlN/AlGaN缓冲层再外延生长GaN，可以避免Ga与Si衬底直接接触发生回熔反应，并在一定程度上减小GaN与Si之间的应力。
[0004]在AlN和GaN的MOCVD生长过程中，除了沉积在Si衬底上之外，还会沉积在反应室内其它位置，比如喷头、石墨等，这些产物会引起反应室内环境的变化，导致生长的不稳定性。其中AlN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Si衬底GaN外延薄膜的生长方法，特征在于：具体步骤如下：（1）将Si衬底置于反应室中，并对所述Si衬底预处理，形成隔离Si与Ga的界面；（2）在所述界面上，于第一生长温度下生长GaN应力调控层；（3）在所述GaN应力调控层上，于高于第一生长温度的第二生长温度下生长GaN薄膜层。2.根据权利要求1所述的Si衬底GaN外延薄膜的生长方法，特征在于：步骤（1）中所述隔离Si与Ga的界面的实现方法是通过向反应室内通入氨气，对所述Si衬底进行氨化处理实现。3.根据权利要求1所述的Si衬底GaN外延薄膜的生长方法，特征在于：步骤（1）中所述隔离Si与Ga的界面的实现方法是通过在不通入氨气的情况下向反应室通入Al源，预沉积1至数个原子层实现。4.根据权利要求1所述的Si衬底GaN外延薄膜的生长方法，特征在于：步骤（1）中所述隔离Si与Ga的界面的实现方法是通过在不通入氨气的情况下向反应室通入In源，预沉积1至数个原子层实现。5.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘拴，陈芝向，张建立，郑畅达，王小兰，高江东，李丹，杨小霞，
申请(专利权)人：南昌硅基半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：