一种在Si(111)衬底上生长AlGaN外延薄膜的方法技术

技术编号:42333891 阅读:22 留言:0更新日期:2024-08-14 16:09
本申请公开了一种在Si(111)衬底上生长AlGaN外延薄膜的方法,所述方法包括以下步骤:S100、获取Si衬底,以(111)面为外延面进行Al化预处理,S200、在Al化预处理后得到的Al原子层上沉积AlN成核层,S300、在所述AlN成核层上生长厚度不低于250nm的高温AlN层,之后降温至200℃以下,S400、在所述AlN层表面生长AlGaN层,S500、在所述AlGaN层上生长GaN插入层,S600、在GaN插入层表面生长AlGaN层,S700、重复步骤S500至步骤S600。本申请所述的方法能够在硅衬底上得到高质量、高可重复性且在室温下无裂纹的高Al组分AlGaN外延薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体,尤其涉及一种在si(111)衬底上生长algan外延薄膜的方法。


技术介绍

1、algan基深紫外(duv)发光二极管(led)在杀菌、空气/水净化以及公共安全等方面有着巨大的应用,提高其电光转换效率是提高其应用规模的关键。近年来,随着材料和器件研究的不断深入,光提取效率低已成为提高algan基duv-led性能提升的瓶颈。其中,一个有效的方式是去除衬底后进行微纳化结构优化,大幅增强光出射效率,但由于蓝宝石衬底上的aln极难通过激光剥离而分离且良率极低,而硅衬底由于其价格低廉、导电导热性能优异以及大尺寸等优势,更重要的是十分容易通过化学腐蚀手段去除,是一种非常有潜力的用来制备高性能algan基duv-led的衬底材料。

2、然而,由于硅衬底和iii族氮化物材料之间的热失配大,在薄膜生长结束降温的过程中会引入巨大的张应力,巨大的张应力会导致外延薄膜最终开裂而失效,而高质量、无裂纹的高al组分algan的制备是实现器件结构和进行器件研制的前提。因此,硅衬底上外延高al组分algan薄膜所面临的薄膜开裂问题,已经成为限制硅衬底上高性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在Si(111)衬底上生长AlGaN外延薄膜的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S300中,以摩尔流量比为(300~600):1通入氨气和铝源,在1100℃~1150℃、40mbar~120mbar条件下,在所述AlN成核层上生长厚度为350nm~700nm的高温AlN层。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,以摩尔流量比为(400~500):1通入氨气和铝源,在1120℃~1140℃、80mbar~100mbar条件下,在所述AlN成核层上生长厚度为350nm~450nm的高温AlN层。...

【技术特征摘要】

1.一种在si(111)衬底上生长algan外延薄膜的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤s300中,以摩尔流量比为(300~600):1通入氨气和铝源,在1100℃~1150℃、40mbar~120mbar条件下,在所述aln成核层上生长厚度为350nm~700nm的高温aln层。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,以摩尔流量比为(400~500):1通入氨气和铝源,在1120℃~1140℃、80mbar~100mbar条件下,在所述aln成核层上生长厚度为350nm~450nm的高温aln层。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤200中,以摩尔流量比为(1000~1300):1通入氨气和铝源,在900℃~1000℃、40mbar~120mbar条件下,在所述al原子层上沉积aln成核层,沉积时间为100s~200s。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤400中,以铝源的摩尔量相...

【专利技术属性】
技术研发人员:许福军沈波杨学林秦志新康香宁张立胜
申请(专利权)人:北京中博芯半导体科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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