[发明专利]一种半导体结晶膜的制备方法及其半导体结晶膜有效
| 申请号： | 201810343777.6 | 申请日： | 2018-04-17 |
| 公开（公告）号： | CN108615672B | 公开（公告）日： | 2020-09-04 |
| 发明（设计）人： | 陈梓敏;王钢;李泽琦 | 申请（专利权）人： | 中山大学 |
| 主分类号： | H01L21/02 | 分类号： | H01L21/02;C23C16/44 |
| 代理公司： | 广州圣理华知识产权代理有限公司 44302 | 代理人： | 顿海舟;李唐明 |
| 地址： | 510260 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 半导体 结晶 制备 方法 及其 | ||
1.一种半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，
采用化学气相沉积法在蓝宝石衬底上形成成核层，再在成核层上形成主体层；所述成核层为纯ε相氧化镓结晶膜或者ε相与β相混合的氧化镓结晶膜，所述主体层为纯ε相氧化镓结晶膜；所述主体层的生长温度高于成核层的生长温度；具体制备方法包括如下步骤：
S1：将蓝宝石衬底送入反应室托盘上，并让托盘旋转；
S2：反应室升温至500～650℃；向反应室通入补充性载气，并将反应室气压控制在20～400Torr；
S3：将装有有机金属源、氧源的鼓泡瓶分别沉浸在恒温水槽中，并通过质量流量计和压力计，控制鼓泡瓶的流量和压力；
S4：待反应室温度稳定后，同时向有机金属源和氧源的鼓泡瓶通入载气，并让载气流入反应室中；控制反应时间，在蓝宝石衬底表面生长出10～300nm的Ga2O3半导体结晶膜；
S5：其他条件不变，暂停通入有机金属源，然后将温度升至600～800℃；
S6：待温度稳定后，重新将携带有机金属源的载气通入反应室；调节反应时间，继续生长出0.5～10μm的ε-Ga2O3半导体结晶膜；
S7：保持补充性载气通入反应室，停止携带有有机金属源和氧源的载气通入反应室，停止生长；降温至室温后取样，即得。
2.根据权利要求1所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，所述有机金属源为三乙基镓。
3.根据权利要求1所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，所述氧源为水。
4.根据权利要求1所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，S6：待温度稳定后，重新将携带有机金属源的载气通入反应室；调节反应时间，继续生长出0.5～5μm的ε-Ga2O3半导体结晶膜。
5.根据权利要求1所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，所述成核层和主体层含有掺杂剂；所述掺杂剂为锡、硅、锗、镁、锌、铁、氮七种元素中的一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底实际表面与蓝宝石c晶面呈0°～10°的偏离角。
7.根据权利要求6所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底实际表面与蓝宝石c晶面呈0.2°～2°的偏离角。
8.根据权利要求1所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底的厚度为100～1000μm。
9.根据权利要求8所述半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底的厚度为350～500μm。
10.由权利要求1～9任一权利要求所述半导体结晶膜的制备方法制备得到的半导体结晶膜。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
