【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其是指一种氮化镓外延层的生长方法以及氮化镓外延层。
技术介绍
1、在生长氮化镓单晶材料时，通常使用蓝宝石衬底或碳化硅衬底，由于衬底材料与氮化镓之间存在晶格失配，在生长时会由于晶格差距较大而产生大量的缺陷和应力，因此氮化物外延层中存在很大的残余应力和诸多晶体缺陷，影响了材料的晶体质量。
2、在专利cn110230102b中提出一种极低位错密度氮化镓单晶及其助熔剂法生长方法，首先，利用掩膜处理对氮化镓衬底中的位错进行抑制，再利用液相外延获得氮化镓单晶；然后，对氮化镓单晶进行位错选择腐蚀，并对腐蚀区域进行填埋处理，最后，再利用液相外延获得极低位错密度的氮化镓单晶。该方法通过利用凹坑结构在后续工序中缓解其它外延结构层中的应力，且可降低穿透位错的密度。但这种方式通常使用化学腐蚀或者干法刻蚀工艺在衬底或者氮化镓层上形成凹坑结构，这样不仅延长了工艺步骤和时间，也容易在衬底或氮化镓层中引入杂质。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中氮化镓外延层中杂质、位错含量过高的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种氮化镓外延层的生长方法，包括以下步骤：
3、提供一氮化镓衬底；
4、对所述氮化镓衬底进行加热，使得所述氮化镓衬底表面的至少部分被分解形成若干氮化镓柱体；
5、以所述氮化镓柱体为种子层在所述氮化镓衬底上生长氮化镓外延层。
6、优选地，采用热分解工艺对所述氮化镓
7、其中，所述热分解工艺对应的条件包括加热温度为1100～1400℃、通入h2，h2流量在1slm～10slm之间，以及持续时间为10～60min。
8、优选地，采用hvpe工艺，在温度为1000～1100℃、压力为0.8～1.5atm、iii/v比为30～50、载气为n2与h2的条件下，以所述氮化镓柱体为种子层生长厚度为400～600μm的氮化镓外延层；其中，n2与h2的流量比为1：1～1.5:1。
9、优选地，所述方法还包括：
10、将所述氮化镓外延层从所述氮化镓衬底上剥离，得到氮化镓结构；
11、其中，所述氮化镓结构包括所述氮化镓外延层与至少部分所述氮化镓柱体。
12、优选地，以所述氮化镓柱体为种子层进行外延生长包括循环执行氮化镓生长工艺和氮化镓热分解工艺，其中，最后一次循环时不执行氮化镓热分解工艺。
13、优选地，氮化镓生长条件为：采用hvpe工艺，在温度为1000～1100℃、压力为0.8～1.5atm、iii/v比为30～50、载气为n2与h2，n2与h2的流量比为1：1～1.5:1的条件下，在氮化镓衬底上生长厚度为200～400μm的氮化镓层。
14、优选地，氮化镓热分解的条件为：加热温度为1100～1400℃，通入h2，h2流量在1slm～10slm之间，以及持续时间为10～60min。
15、优选地，所述氮化镓生长工艺和所述氮化镓热分解工艺的循环次数为2～10次。
16、优选地，所述氮化镓衬底的厚度为200～1000μm。
17、为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种氮化镓外延层，所述氮化镓外延层采用如上所述的氮化镓外延层的生长方法制备得到。
18、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
19、本专利技术提供的氮化镓外延层的生长方法利用氮化镓材料处于高温环境下，氮化镓分解会优先发生于位错和其他缺陷处这一特点，为了制备氮化镓外延层，先对氮化镓衬底进行热分解处理，使其形成不含有位错和缺陷的氮化镓柱体，从而降低后续生长过程中的位错密度；同时，在氮化镓柱体不平整的表层生长氮化镓外延层，氮化镓在生长过程中会碰撞、合并，从而进一步减少位错缺陷，提高了氮化镓外延层质量。另外，相比使用化学腐蚀或者干法刻蚀工艺在衬底或者氮化镓层上形成凹坑结构的方案来说，本方案的生长步骤较少，生长时间较短，且减少了杂质的引入。
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1.一种氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，采用热分解工艺对所述氮化镓衬底进行加热；
3.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，采用HVPE工艺，在温度为1000～1100℃、压力为0.8～1.5atm、III/V比为30～50、载气为N2与H2的条件下，以所述氮化镓柱体为种子层生长厚度为400～600μm的氮化镓外延层；其中，N2与H2的流量比为1：1～1.5:1。
4.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，以所述氮化镓柱体为种子层进行外延生长包括：
6.根据权利要求5所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，氮化镓生长条件为：采用HVPE工艺，在温度为1000～1100℃、压力为0.8～1.5atm、III/V比为30～50、载气为N2与H2，N2与H2的流量比为1：1～1.5:1的条件下，在氮化镓衬底上生长厚度为200～400μ
7.根据权利要求5所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，氮化镓热分解的条件为：加热温度为1100～1400℃，通入H2且H2流量在1slm～10slm之间，以及持续时间为10～60min。
8.根据权利要求5所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，所述氮化镓生长工艺和所述氮化镓热分解工艺的循环次数为2～10次。
9.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，所述氮化镓衬底的厚度为200～1000μm。
10.一种氮化镓外延层，其特征在于，所述氮化镓外延层采用权利要求1-9中任一项所述的氮化镓外延层的生长方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，采用热分解工艺对所述氮化镓衬底进行加热；
3.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，采用hvpe工艺，在温度为1000～1100℃、压力为0.8～1.5atm、iii/v比为30～50、载气为n2与h2的条件下，以所述氮化镓柱体为种子层生长厚度为400～600μm的氮化镓外延层；其中，n2与h2的流量比为1：1～1.5:1。
4.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，以所述氮化镓柱体为种子层进行外延生长包括：
6.根据权利要求5所述的氮化镓外延层的生长方法，其特征在于，氮化镓生长条件为：采用hvpe工...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建峰，
申请(专利权)人：苏州纳维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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