[发明专利]用于沉积第III族氮化物半导体膜的方法

权利要求书

1.一种用于在基底上沉积第III族氮化物半导体膜的方法，包括：

提供蓝宝石基底；

将基底放置在真空室中；

通过蚀刻来修整基底的表面并提供经修整的表面；

保持基底与加热器的基底面对表面分离预定距离；

在保持基底与加热器的基底面对表面分离的同时，通过使用加热器将基底加热至温度T₁；

在保持基底与加热器的基底面对表面的分离同时，通过物理气相沉积法在基底的经修整的表面上沉积第III族氮化物半导体膜，并且在基底的经修整的表面上形成具有N面极性的外延第III族氮化物半导体膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，修整基底的表面的工艺包括在真空下对所述表面进行等离子体软蚀刻。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，等离子体软蚀刻包括：将基底加热至温度T₂、将Ar气体引入到真空室中以及使基底的所述表面经受等离子体。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，T₂为35℃至70℃。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，利用包括Ar⁺离子的RF等离子体在2×10^-4mbar至8×10^-4mbar的压力下执行等离子体软蚀刻。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，T₂<T₁。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中，在等离子体软蚀刻过程中，保持基底与加热器的基底面对表面分离。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，修整基底的表面的工艺包括化学蚀刻所述表面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述蚀刻包括从基底优先地去除化学束缚的氧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，在所述蚀刻之后，经修整的表面是Al终结的。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述方法还包括：在修整之后，使经修整的表面在真空室中经受氮流。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，T₁处于650℃至800℃的范围内。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，所述方法还包括：在将基底加热至温度T₁的同时，使氩气流经基底。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，在第一真空室中执行修整，在第二真空室中执行沉积。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，所述方法还包括：在修整之后降低真空室中的压力。

16.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，通过反应溅射将第III族氮化物半导体膜沉积在基底的经修整的表面上。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，使用1.5kW至3kW的DC功率将第III族氮化物半导体膜溅射在经修整的表面上。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，通过RF溅射将第III族氮化物半导体膜沉积在基底的经修整的表面上。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，所述方法还包括：在N₂/Ar气氛中在经修整的表面上沉积种子层，其中，N₂与Ar的比率大于3，并且在N₂/Ar气氛中在种子层上沉积所述膜，其中，N₂与Ar的比率小于3。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，所述方法还包括：在沉积第III族氮化物膜之后，主动地冷却基底。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，第III族氮化物膜为AlN。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，所述方法还包括：在外延第III族氮化物半导体膜上溅射另一第III族氮化物半导体膜，所述另一第III族氮化物半导体膜具有第III族面极性。