降低裂纹的外延方法及其外延片技术

本发明专利技术提出一种降低裂纹的外延方法及外延片。所述外延方法包括如下步骤：提供衬底；在所述衬底表面生长前置层；降温以释放所述前置层中的应力；以及升温后继续形成外延层。本发明专利技术通过在缓冲层和外延层中间设置前置层，通过热处理前置层使得前置层在降温过程中产生裂纹，然后在具有裂纹的前置层上外延生长外延层，通过前置层提前释放衬底上的应力。降低了外延生长因裂纹导致外延片报废的几率，提高了生产良率，降低了生产成本。降低了生产成本。降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
降低裂纹的外延方法及其外延片


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种降低裂纹的外延方法及其外延片。

技术介绍

[0002]GaN作为第三代半导体材料，具有高禁带宽度、高临界击穿电场、高载流子饱和迁移速度以及高热导率和直接带隙等特点，在高温、高频、大功率微电子器件以及高性能光电子器件领域具有很大的应用前景。SiC衬底由于和GaN的晶格失配度小、热导率高，是目前GaN异质外延最理想的衬底材料。但由于SiC衬底比GaN的热膨胀系数要小，热失配达33.1％，会导致GaN外延层中存在较大的张应力，进而导致外延层产生裂纹，对半导体器件性能产生不良影响。
[0003]现有技术通过优化缓冲层技术来改善薄膜的结晶质量和应力状态，但是随着GaN外延层厚度增加，外延层仍旧避免不了出现裂纹，难以获得高质量的GaN外延层。
[0004]因此，如何获得高质量GaN外延层，成为现有技术需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出一种降低裂纹的外延方法及其外延片，能够获得高质量GaN外延层。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低裂纹的外延方法，其特征在于，包括如下步骤：提供衬底；在所述衬底表面生长前置层；降温以释放所述前置层中的应力；以及升温后继续形成外延层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底的材料为SiC、蓝宝石、以及单晶硅的任意一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外延层的材料为氮化物，所述前置层的材料为氮化物，所述外延层和前置层的材料各自独立的选自于AlN、GaN、InN以及上述材料的三元或四元化合物中的一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述衬底表面生长氮化物前置层的步骤之前，进一步包括如下步骤：在所述衬底上生长缓冲层，所述前置层生长于所述缓冲层表面。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降温速率小于2℃/s。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，降温为二阶段分步降温：第一阶段降温速率1℃/s
‑
1.5℃/s，目标温度范围1000～1050℃在N2氛围中实施；第二阶段降温速率1.5℃/s
‑
2℃/s，目标温度范...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫其昂，王国斌，
申请(专利权)人：江苏第三代半导体研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：