一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，该方法为：先用衬底制备含有立体掩膜的衬底，然后对含有立体掩膜的衬底进行预处理，将得到的预处理后含有立体掩膜的衬底放入腔室温度为500℃的MOCVD腔室中，在预处理后含有立体掩膜的衬底的下窗口区生长一层GaN缓冲层；然后将腔室温度升至1000℃，使GaN缓冲层垂直生长，当外延的GaN缓冲层生长到预处理后含有立体掩膜的衬底的上窗口区时，调节NH<subgt;3</subgt;和TMGa的流量，达到高Ⅴ/Ⅲ，使GaN缓冲层横向生长，再通过降低Ⅴ/Ⅲ，使GaN缓冲层纵向生长。本发明专利技术生长方法和立体掩模也可以用于AlN等其他氮化物的异质外延生长，并可以有效降低外延片中的位错密度并改善材料的晶体质量，进而提高对应的半导体器件的光电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料外延生长，具体涉及一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法。

技术介绍

1、高质量的半导体材料是制作光电子器件的基础。提高半导体材料的生长质量的途经之一就是采用高质量的衬底。但是，通常难以获得晶格完全匹配的衬底。因此，针对氮化物半导体而言，通常都是通过在蓝宝石或者si衬底上进行异质外延。比如，gan材料的生长过程中主要采用的衬底包括蓝宝石、si或者sic等衬底。但是这些衬底均存在与gan材料不同程度的晶格适配。在室温条件下，gan材料与蓝宝石存在14％的晶格失配，其与si衬底存在17％的晶格失配。此外，gan材料还分别与蓝宝石和si衬底存在25％和-56％的热失配。这些失配，会导致外延的gan材料存在很高的位错密度。这些位错会降低材料的晶体质量并影响相应的半导体器件的光电性能，降低其工作的可靠性。

2、但是，由于gan材料具有带隙可调、击穿电压高且不易腐蚀等诸多的优点，因此，基于该半导体材料可以制作出多种半导体器件，包括半导体激光器、led、高功率器件等等。该材料日益受到广泛的关注和运用。所以，获得高质量的gan半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，S1中所述衬底为蓝宝石或Si；所述含有立体掩膜的衬底进行预处理的方法为：依次用丙酮和酒精清洗所述含有立体掩膜的衬底各5min，再用去离子水冲洗并用氮气吹干。

3.根据权利要求2所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，S2中所述通入NH3做氮源的流量为60000sccm，通入TMGa做镓源的流量为2000sccm。

4.根据权利要求3所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生...

【技术特征摘要】

1.一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，s1中所述衬底为蓝宝石或si；所述含有立体掩膜的衬底进行预处理的方法为：依次用丙酮和酒精清洗所述含有立体掩膜的衬底各5min，再用去离子水冲洗并用氮气吹干。

3.根据权利要求2所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，s2中所述通入nh3做氮源的流量为60000sccm，通入tmga做镓源的流量为2000sccm。

4.根据权利要求3所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，s2中所述调节nh3的流量为40000～80000sccm，调节tmga的流量为1000～2000sccm，达到高ⅴ/ⅲ；降低ⅴ/ⅲ到100～1000，使gan缓冲层进行纵向生长。

5.根据权利要求4所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，用蓝宝石作为衬底制备含有立体掩膜的衬底的方法为：

6.根据权利要求5所述的一种基于新型立体掩模进行异质外延生长的方法，其特征在于，作为第一层掩膜层的所述si...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖辉，杨宁选，宋春燕，王锐，唐光辉，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：