一种硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法：采用化学法对单晶硅衬底进行预清洗及钝化：将硅衬底放入预先烘烤的真空腔室内，通入气体，利用真空腔室内的射频等离子体源对气体进行离化生成等离子体，等离子体对硅衬底进行物理和化学刻蚀；通入氮源气体，通过射频等离子体源将氮源气体激发为氮等离子体，氮等离子体与硅衬底进行预结合；启动真空腔室内的金属束源炉，将金属原子束流直接喷射到处理后获得的硅衬底上，金属原子束流在硅衬底表面与氮等离子体发生反应；硅衬底旋转周期性地依次通过束源炉和射频等离子体源上方，进行低温氮化物薄膜的逐层沉积。通过精确控制各工艺参数，获得的氮化物薄膜表面平整、无孔洞或突起缺陷，实现了原子级平整度氮化物薄膜的低温生长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺领域，具体涉及一种硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法。

技术介绍

1、氮化物材料凭借其优异的参数特性广泛应用于深紫外led、miniled、microled、柔性显示屏、太阳能电池、功率射频器件等领域，具备庞大市场和广阔的应用前景。

2、高in、高al组分生长以及低成本的柔性化显示是氮化物材料研究中的两个趋势。由于氮化物如inn在高温下（600℃左右）易分解脱附，而廉价且易于大面积制备的非晶衬底无法承受高温，因此催生了对氮化物材料低温外延的新技术需求。

3、目前，主流的氮化物生长技术包括金属有机物化学气相沉积（mocvd）、氢化物外延（hvpe）和分子束外延（mbe）。mocvd设备结构繁复、造价高昂，高温（通常为800～1200℃）生长过程存在碳污染和组分偏析；hvpe在高温（通常为600～1100℃）条件下进行，适用于体材料制备，但无法生长复杂的量子阱结构；mbe生长速率较慢，适合制备小尺寸的氮化物材料。

4、然而，主流制备方法无法满足氮化物材料高质量低温外延的技术需求。因此，设计一种新的低温沉本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：将单晶硅衬底浸入刻蚀液中，并静置2～10 min；清洗完毕后取出，冲洗干净，甩干以备后续使用；刻蚀液为HF、BOE、SC1、HF/EG中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：步骤S2中真空腔室内的温度设定为200 ℃～320 ℃；射频等离子体源的射频线圈的功率范围为150 W～450 W；刻蚀时间为30～180 min。p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：将单晶硅衬底浸入刻蚀液中，并静置2～10 min；清洗完毕后取出，冲洗干净，甩干以备后续使用；刻蚀液为hf、boe、sc1、hf/eg中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：步骤s2中真空腔室内的温度设定为200 ℃～320 ℃；射频等离子体源的射频线圈的功率范围为150 w～450 w；刻蚀时间为30～180 min。

4.根据权利要求1所述硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，所述步骤s2中通入的气体为氮气、氩气、氢气、硅烷中的一种或几种，所述真空腔室内的气体流量范围为10 sccm～50 sccm，真空腔室内的真空度保持在5e-3 pa～2e-1 pa。

5.根据权利要求1所述硅衬底上低温沉积氮化物薄膜的方法，其特征在于，所述步骤s3中射频等离子体源的射频线圈的功率范围为300～500 w，束流电压范围为0～+400 v，提取电压范围为-200～-400 v，中和电流为8-12 a。

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珍，邓炳兰，罗成，徐龙权，任毅博，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：