CN113921376A - 一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法 - Google Patents
一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113921376A CN113921376A CN202111004389.3A CN202111004389A CN113921376A CN 113921376 A CN113921376 A CN 113921376A CN 202111004389 A CN202111004389 A CN 202111004389A CN 113921376 A CN113921376 A CN 113921376A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- growing
- epitaxial growth
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 23
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001534 heteroepitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000001657 homoepitaxy Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
Abstract
本发明涉及一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法，外延生长方法包括步骤：S1、往反应室中通入三甲基铝和氨气，在目标温度和目标气体流量下对Si衬底进行预处理；S2、在预处理后的所述Si衬底上外延生长AlN成核层；S3、在所述AlN成核层上生长AlGaN缓冲层；S4、在所述AlGaN缓冲层上生长GaN层。该外延生长方法先对Si衬底进行预处理，然后外延生长外延层，预处理会对Si衬底起到保护作用，使得Si衬底的表面更加平整，有利于之后AlN成核层淀积过程中Al原子的迁移，使之更容易到达平衡位置，此时AlN成核层更倾向于二维模式的生长，从而AlN成核层上的外延层也更倾向于二维模式的生长，有利于阻挡位错的延伸，得到的外延层也会更加平整，有利于提高外延GaN晶体的质量。
Description
技术领域
本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法。
背景技术
GaN作为宽禁带半导体的典型代表，由于具有的宽禁带、大击穿电场强度以及好的抗辐射能力等独特优势，在近几十年来得到了广泛的研究。但是一直以来GaN的同质外延由于昂贵的同质衬底的原因，很难得到大规模的商业的应用，而GaN在Si上的异质外延虽然具有成本低、可以与传统Si工艺相兼容等优点，但由于Si衬底与GaN之间较大的晶格失配以及热失配的存在，Si基GaN上也存在很多的挑战，如很高的位错密度、大的晶圆的翘曲以及晶圆上的热梯度的存在等等。
为了解决上面的这些挑战，研究人员提出了很多的缓冲层的结构，比如低温AlN、高温AlN、阶变的AlGaN层、阶变的AlGaN层等等，这些缓冲层结构通过在GaN中引入压缩应力使得GaN的质量得到了很大的提高。
但是相比于GaN常用的蓝宝石以及SiC衬底来说，Si基GaN的位错密度以及晶圆的翘曲仍要大得多，这就限制了GaN基器件的更进一步的应用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种硅基GaN薄膜的外延生长方法，包括步骤：
S1、往反应室中通入三甲基铝和氨气，在目标温度和目标气体流量下对Si衬底进行预处理；
S2、在预处理后的所述Si衬底上外延生长AlN成核层；
S3、在所述AlN成核层上生长AlGaN缓冲层；
S4、在所述AlGaN缓冲层上生长GaN层。
在本发明的一个实施例中，所述目标温度为1190-1210℃。
在本发明的一个实施例中，所述目标温度为1200℃。
在本发明的一个实施例中，所述三甲基铝的目标气体流量为180-190sccm。
在本发明的一个实施例中，所述氨气的目标气体流量为1300-1400sccm。
在本发明的一个实施例中，步骤S2包括：
S21、利用金属有机化合物化学气相沉淀法，往反应室通入三甲基铝和氨气，在三甲基铝流量为240-260sccm、氨气流量为3800-4200sccm、生长温度为855-905℃的条件下在预处理后的所述Si衬底上生长AlN，生长时间为60min，形成厚度为20-40nm的第一AlN成核层；
S22、利用金属有机化合物化学气相沉淀法，往反应室通入三甲基铝和氨气，在三甲基铝流量为190-200sccm、氨气流量为1350-1650sccm、生长温度为1200-1220℃的条件下在预处理后的所述第一AlN成核层上生长AlN，生长时间为60min，形成厚度为160-180nm的第二AlN成核层。
在本发明的一个实施例中，步骤S3包括：
S31、在所述AlN成核层上生长第一AlGaN层；
S32、在所述第一AlGaN层上生长第二AlGaN层，所述第一AlGaN层和所述第二AlGaN层形成阶变AlGaN缓冲层。
在本发明的一个实施例中，步骤S1与S2之间还包括步骤：
在所述Si衬底上制备预铺铝。
在本发明的一个实施例中，所述预铺铝的制备条件为：反应室温度为1080-1090℃、三甲基铝流量为10-30sccm，制备得到的所述预铺铝的厚度小于10nm。
本发明的另一个实施例提供了一种硅基GaN薄膜，由上述实施例所述的外延生长方法生长得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的外延生长方法先对Si衬底进行预处理，然后在Si衬底上外延生长外延层，预处理会对Si衬底起到保护作用，使得Si衬底的表面更加平整，有利于之后AlN成核层淀积过程中Al原子的迁移，使之更容易到达平衡位置，从而使得Si衬底上的外延层更容易转变为二维生长模式，进而可以降低由于三维小岛的形成以及合并带来的晶界的数目，有利于阻挡位错的延伸，得到的外延层也会更加平整，有利于提高外延GaN晶体的质量。
附图说明
图1为本发明实施提供的一种硅基GaN薄膜的外延生长方法的流程示意图；
图2a-图2f为本发明实施提供的一种硅基GaN薄膜的外延生长方法的过程示意图；
图3a-图3b为本发明实施例提供的一种对Si衬底进行预处理前和预处理后衬底的表面形貌示意图；
图4a-图4b为本发明实施例提供的一种在预处理前后的Si衬底上生长得到GaN的XRD对比图；
图5为本发明实施例提供的另一种硅基GaN薄膜的外延生长方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种硅基GaN薄膜的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1和图2a-图2f，图1为本发明实施提供的一种硅基GaN薄膜的外延生长方法的流程示意图，图2a-图2f为本发明实施提供的一种硅基GaN薄膜的外延生长方法的过程示意图，该外延生长方法包括步骤：
S1、往反应室中通入三甲基铝和氨气，在目标温度和目标气体流量下对Si衬底1进行预处理。
具体的，Si衬底1的材料包括P型Si(111)，厚度为500-900μm，尺寸为2-6寸，电阻大于6000Ω·cm，例如，Si衬底1可以选用厚度为525μm、4寸的且电阻大于6000Ω·cm的大电阻P型Si片，请参见图2a。本实施例选用晶向为111的Si片，可以在衬底上生长出Ga面，保证了后续生长材料的质量。
在进行预处理之前先对Si衬底1进行清洗和热清洁。
对Si衬底1进行清洗的方法为：将Si衬底放入20％的HF酸溶液中浸泡60s，再用H2O2、酒精和丙酮清洗，最后使用流动的去离子水冲洗60s。
对Si衬底1进行热清洁的方法为：将清洗后的衬底放入低压MOCVD反应室中，通入氢气，温度升高至1000℃，反应室压力控制为40Torr，将衬底在氢气氛围下热处理3min。
对Si衬底1进行预处理的方法为：清洁阶段结束，将反应室温度即目标温度升高至1190-1210℃，打开目标气体三甲基铝TMAl和氨气NH3气路，使得目标气体流量分别为180-190sccm和1300-1400sccm，对Si衬底1预处理。在一个具体实施例中，反应室温度为1200℃，TMAl流量为190sccm，NH3流量为1400sccm，预处理时间为10-20min。
请参见图3a-图3b，图3a-图3b为本发明实施例提供的一种对Si衬底进行预处理前和预处理后衬底的表面形貌示意图，其中，图3a为没有经过预处理的衬底的表面形貌，图3b为经过预处理之后得到的衬底的表面形貌。对比图3a和图3b，可以发现衬底表面的粗糙度有了极大的改善，经过处理后的衬底表面起伏很小，在pm量级并且表面很平整，这样有利于之后的预铺铝、AlN成核层的淀积，可以进一步改善GaN的质量；相比之下没有经过处理的衬底表面有很多深坑，衬底表面起伏也较大，在4-6nm，表面很粗糙，会影响预铺铝的均匀性以及AlN成核层的淀积。
S2、在预处理后的所述Si衬底(1)上外延生长AlN成核层(3)。
S21、在Si衬底1外延生长第一AlN成核层31，请参见图2b。
具体的，利用MOCVD方法，同时打开三甲基铝(Trimethylaluminium,TMAl)和NH3气路，调整TMAl流量为240-260sccm，NH3流量为3800-4200sccm，生长温度为895-905℃，生长时间为60min，生长20-40nm厚的低温AlN成核层，形成第一AlN成核层31。
在一个具体实施例中，第一AlN成核层31的生长条件为：TMAl流量为260sccm，NH3流量为4000sccm，生长温度为900℃，生长时间为60min，形成的第一AlN成核层31的厚度为30nm。
S22、在第一AlN成核层31上外延生长第二AlN成核层32，请参见图2c。
具体的，将反应室温度升高至1200-1220℃，调整TMAl流量为190-200sccm，氨气流量为1350-1650sccm，生长160-180nm厚的高温AlN成核层，生长时间为60min，形成第二AlN成核层32。
在一个具体实施例中，第二AlN成核层32的生长条件为：TMAl流量为190sccm，NH3流量为1400sccm，生长温度为1210℃，生长时间为60min，形成的第二AlN成核层32的厚度为170nm。
S3、在所述AlN成核层(3)上生长AlGaN缓冲层(4)。
S31、在第二AlN成核层32上制备第一AlGaN层41，请参见图2d。
具体的，将反应室温度降低至1140-1160℃，此时调整TMAl、三甲基镓(Trimethylgallium，TMGa)、NH3流量分别为190-200sccm,10sccm,2650-3250sccm，生长340-360nm厚的AlGaN，形成Al组分质量分数为30-40％的第一AlGaN层41。
在一个具体实施例中，第一AlGaN层41的生长条件为反应室温度为1150℃，TMAl、TMGa、NH3流量分别为190sccm,10sccm,2700sccm，生长形成的第一AlGaN层41的厚度为350nm，Al组分质量分数为35％。
S32、在第一AlGaN层41上制备第二AlGaN层42，请参见图2e。
具体的，保持反应室温度为1140-1160℃，调整TMAl、TMGa、NH3流量分别为160-170sccm,20sccm,2920sccm-3580sccm，生长390-410nm厚的AlGaN，形成Al组分质量分数为70-80％的第二AlGaN层42。
在一个具体实施例中，第二AlGaN层42的生长条件为：反应室温度为1150℃，TMAl、TMGa、NH3流量分别为162sccm,20sccm,3000sccm，生长形成的第二AlGaN层42的厚度为400nm，Al组分质量分数为75％。
进一步的，第一AlGaN层41和第二AlGaN层42共同形成阶变AlGaN缓冲层4。
S4、在所述AlGaN缓冲层(3)上生长GaN层(5)，请参见图2f。
具体的，保持反应室温度不变，关闭TMAl源，调整TMGa、NH3流量分别为190-200sccm,8800-10100sccm，继续外延生长厚度为900-1100nm的GaN层，形成GaN缓冲层5。
在一个具体实施例中，GaN缓冲层5的生长条件为：反应室温度为1150℃，TMGa流量为192sccm，NH3流量为9000sccm，形成的GaN缓冲层5的厚度为1μm。
请参见图4a-图4b，图4a-图4b为本发明实施例提供的一种在预处理前后的Si衬底上生长得到GaN的XRD对比图，图4a为螺位错密度的摇摆曲线，图4b为刃位错密度的摇摆曲线。
在图4a中，(002)半高宽代表螺位错的密度，从图中可以看出，没有预处理的衬底比使用预处理衬底的更宽，说明预处理对于螺位错的降低有利。图4b中，(102)代表刃位错的密度，从图中可以看出，没有经过预处理的衬底明显更宽，预处理的则要小很多，说明衬底的预处理可明显降低刃位错密度。而螺位错、刃位错越低越好，越低说明晶体质量越好，因此，在经过预处理的Si衬底上生长得到的GaN螺位错、刃位错密度较低，得到的GaN晶体质量较好。
本实施例中先对Si衬底进行预处理，然后在Si衬底上外延生长外延层，预处理会对Si衬底起到保护作用，使得Si衬底的表面更加平整，有利于之后AlN成核层淀积过程中Al原子的迁移，使之更容易到达平衡位置，此时反应原子与衬底的位点结合按照二维模式生长，即AlN成核层更容易转变为二维生长模式，AlN成核层上的各外延层也更倾向于转变为二维生长模式，进而可以降低由于三维小岛的形成以及合并带来的晶界的数目，有利于阻挡位错的延伸，得到的成核层和外延层也会更加平整，同时二维生长模式也更加有效的降低位错密度，有利于提高外延GaN晶体的质量。
实施例二
在实施例一的基础上，请参见图2f，图2f为由上述外延生长方法制备得到的硅基GaN薄膜的结构示意图，该硅基GaN薄膜包括依次层叠的Si衬底1、AlN成核层3、AlGaN阶变层4和GaN缓冲层5。
其中，Si衬底1为经过预处理的表面起伏在pm量级的衬底；AlN成核层3包括第一AlN成核层31和第二AlN成核层32；AlGaN阶变层4包括第一AlGaN层41和第二AlGaN层42。器件各层的具体结构参数请参见实施例一，本实施例不再赘述。
本实施例的Si衬底1为经过预处理的表面起伏在pm量级的衬底，有利于之后AlN成核层淀积过程中Al原子的迁移，使之更容易到达平衡位置，此时反应原子与衬底的位点结合按照二维模式生长，即AlN成核层更容易转变为二维生长模式，AlN成核层上的各外延层也更倾向于转变为二维生长模式，进而可以降低由于三维小岛的形成以及合并带来的晶界的数目，有利于阻挡位错的延伸，得到的成核层和外延层也会更加平整，同时二维生长模式也更加有效的降低位错密度，有利于提高外延GaN晶体的质量。
实施例三
在实施例一的基础上，请参见图5，图5为本发明实施例提供的另一种硅基GaN薄膜的外延生长方法的流程示意图。该制备方法包括步骤：
S1、往反应室中通入三甲基铝和氨气，在目标温度和目标气体流量下对Si衬底1进行预处理。
S2、在Si衬底1上制备预铺铝2。
具体的，将反应室温度升高至1080-1090℃，打开TMAl气路，调整TMAl流量为10-30sccm，进行预铺铝2的制备，形成的预铺铝2的厚度小于10nm。
在一个具体实施例中，预铺铝2的制备条件为反应室温度为1085℃，TMAl流量为20sccm。
S3、在预处理后的所述Si衬底1上外延生长AlN成核层3。
S4、在所述AlN成核层3上生长AlGaN缓冲层4。
S5、在所述AlGaN缓冲层3上生长GaN层5。
步骤S1、S3～S6的制备过程请参见实施例一，本实施例不再赘述。
制备得到的器件结构请参见图6，图6为本发明实施例提供的另一种硅基GaN薄膜的结构示意图。
该硅基GaN薄膜包括依次层叠的Si衬底1、预铺铝2、AlN成核层3、AlGaN阶变层4和GaN缓冲层5。器件各层的具体结构参数请参见实施例一和实施例三的制备方法，此处不再赘述。
本实施例在Si衬底和AlN成核层之间设置预铺铝，不仅可以提高成核层的生长效果，而且可以改善GaN的晶体质量，进而提高器件性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，包括步骤：
S1、往反应室中通入三甲基铝和氨气，在目标温度和目标气体流量下对Si衬底(1)进行预处理；
S2、在预处理后的所述Si衬底(1)上外延生长AlN成核层(3)；
S3、在所述AlN成核层(2)上生长AlGaN缓冲层(4)；
S4、在所述AlGaN缓冲层(3)上生长GaN层(5)。
2.根据权利要求1所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述目标温度为1190-1210℃。
3.根据权利要求2所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述生长温度为1200℃。
4.根据权利要求1所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述三甲基铝的目标气体流量为180-190sccm。
5.根据权利要求1所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述氨气的目标气体流量为1300-1400sccm。
6.根据权利要求1所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21、利用金属有机化合物化学气相沉淀法，往反应室通入三甲基铝和氨气，在三甲基铝流量为240-260sccm、氨气流量为3800-4200sccm、生长温度为855-905℃的条件下在预处理后的所述Si衬底(1)上生长AlN，生长时间为60min，形成厚度为20-40nm的第一AlN成核层(31)；
S22、利用金属有机化合物化学气相沉淀法，往反应室通入三甲基铝和氨气，在三甲基铝流量为190-200sccm、氨气流量为1350-1650sccm、生长温度为1200-1220℃的条件下在预处理后的所述第一AlN成核层(31)上生长AlN，生长时间为60min，形成厚度为160-180nm的第二AlN成核层(32)。
7.根据权利要求1所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31、在所述AlN成核层(3)上生长第一AlGaN层(41)；
S32、在所述第一AlGaN层(41)上生长第二AlGaN层(42)，所述第一AlGaN层(41)和所述第二AlGaN层(42)形成阶变AlGaN缓冲层(4)。
8.根据权利要求1所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，步骤S1与S2之间还包括步骤：
在所述Si衬底(1)上制备预铺铝(2)。
9.根据权利要求8所述的硅基GaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述预铺铝(2)的制备条件为：反应室温度为1080-1090℃、三甲基铝流量为10-30sccm，制备得到的所述预铺铝(2)的厚度小于10nm。
10.一种硅基GaN薄膜，其特征在于，由如权利要求1～9任一项所述的外延生长方法生长得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111004389.3A CN113921376A (zh) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111004389.3A CN113921376A (zh) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113921376A true CN113921376A (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=79233469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111004389.3A Pending CN113921376A (zh) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113921376A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114525589A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-05-24 | 上海集成电路材料研究院有限公司 | 利用离子注入释放单晶氮化铝应力的方法 |
| CN115233304A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-25 | 西安电子科技大学 | 基于AlPN缓冲层的自支撑GaN薄膜的制备方法 |
| CN115287751A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-11-04 | 西安电子科技大学 | 一种基于AlPN成核层的低射频损耗硅基GaN薄膜及制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060118824A1 (en) * | 2003-08-08 | 2006-06-08 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with reduced leakage current, and method of fabrication |
| CN103258844A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 台积固态照明股份有限公司 | 在硅衬底上生长高品质的iii-v族化合物层的方法 |
| CN103531615A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-22 | 苏州晶湛半导体有限公司 | 氮化物功率晶体管及其制造方法 |
| CN103972382A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 电子科技大学 | 一种制造半导体材料的方法 |
| CN104037287A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-09-10 | 广州市众拓光电科技有限公司 | 生长在Si衬底上的LED外延片及其制备方法 |
| CN104037284A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-09-10 | 广州市众拓光电科技有限公司 | 一种生长在Si衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用 |
| CN104201196A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-10 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 表面无微裂纹的Si基III族氮化物外延片 |
| CN112048710A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-08 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种减少led发光波长蓝移量的led外延生长方法 |
| CN113192820A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-30 | 南昌大学 | 一种硅衬底氮化铝薄膜的制备方法 |
-
2021
- 2021-08-30 CN CN202111004389.3A patent/CN113921376A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060118824A1 (en) * | 2003-08-08 | 2006-06-08 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with reduced leakage current, and method of fabrication |
| CN103258844A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 台积固态照明股份有限公司 | 在硅衬底上生长高品质的iii-v族化合物层的方法 |
| CN103531615A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-22 | 苏州晶湛半导体有限公司 | 氮化物功率晶体管及其制造方法 |
| CN103972382A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 电子科技大学 | 一种制造半导体材料的方法 |
| CN104037287A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-09-10 | 广州市众拓光电科技有限公司 | 生长在Si衬底上的LED外延片及其制备方法 |
| CN104037284A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-09-10 | 广州市众拓光电科技有限公司 | 一种生长在Si衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用 |
| CN104201196A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-10 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 表面无微裂纹的Si基III族氮化物外延片 |
| CN112048710A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-08 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种减少led发光波长蓝移量的led外延生长方法 |
| CN113192820A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-30 | 南昌大学 | 一种硅衬底氮化铝薄膜的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| （美）马尔帕斯，（美）班德著；李化毅等译: "《红外材料与探测技术》", pages: 258 - 259 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114525589A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-05-24 | 上海集成电路材料研究院有限公司 | 利用离子注入释放单晶氮化铝应力的方法 |
| CN114525589B (zh) * | 2022-02-17 | 2024-03-08 | 上海集成电路材料研究院有限公司 | 利用离子注入释放单晶氮化铝应力的方法 |
| CN115233304A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-25 | 西安电子科技大学 | 基于AlPN缓冲层的自支撑GaN薄膜的制备方法 |
| CN115233304B (zh) * | 2022-06-17 | 2023-12-22 | 西安电子科技大学 | 基于AlPN缓冲层的自支撑GaN薄膜的制备方法 |
| CN115287751A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-11-04 | 西安电子科技大学 | 一种基于AlPN成核层的低射频损耗硅基GaN薄膜及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113921376A (zh) | 一种硅基GaN薄膜及其外延生长方法 | |
| CN109065438B (zh) | AlN薄膜的制备方法 | |
| KR100674829B1 (ko) | 질화물계 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
| US20060175681A1 (en) | Method to grow III-nitride materials using no buffer layer | |
| CN110911270A (zh) | 一种高质量氧化镓薄膜及其同质外延生长方法 | |
| CN111681947B (zh) | 一种降低外延片堆垛层错缺陷的外延方法及其应用 | |
| CN113948389B (zh) | 一种基于衬底背面SiSn外延层的硅基AlGaN/GaN HEMT及制备方法 | |
| JP2004111848A (ja) | サファイア基板とそれを用いたエピタキシャル基板およびその製造方法 | |
| CN113913749A (zh) | 氮化铝薄膜及其制备方法、光电子器件 | |
| CN111739791B (zh) | 一种氮化镓材料的外延结构及制备方法 | |
| US6339014B1 (en) | Method for growing nitride compound semiconductor | |
| CN111681953B (zh) | 一种提升氮化镓异质外延的界面质量的生长方法 | |
| CN112687525A (zh) | 一种提高超薄氮化镓场效应管晶体质量的外延方法 | |
| CN116666196A (zh) | 无旋转畴的κ-Ga2O3薄膜及κ-(AlxGa1-x)2O3/κ-Ga2O3异质结的制备方法 | |
| CN115565876A (zh) | 基于硅衬底的氮化物外延结构及其制作方法和半导体器件 | |
| CN111739790B (zh) | 一种氮化镓薄膜的外延结构及制备方法 | |
| CN110957354B (zh) | 一种硅重掺杂氮化镓异质外延的材料结构及应力控制方法 | |
| CN115312584A (zh) | 一种氮化镓外延片及其制备方法 | |
| CN115132565A (zh) | 一种高晶体质量AlN薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN113948391B (zh) | 一种硅基AlGaN/GaN HEMT器件及制备方法 | |
| CN115360272B (zh) | 一种AlN薄膜的制备方法 | |
| CN113948390B (zh) | 一种基于衬底背面外延层的硅基AlGaN/GaN HEMT及制备方法 | |
| CN113964034B (zh) | 一种基于衬底背面GeSnSi外延层的硅基AlGaN/GaN HEMT及制备方法 | |
| CN216389379U (zh) | 一种氮化镓外延片及半导体器件 | |
| CN113410352B (zh) | 一种复合AlN模板及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |