[发明专利]AlN薄膜生长方法

说明书

本发明提供了一种AlN薄膜生长方法，包括：S1在生产单元中包含的多个载盘中依次放置生长衬底；S2按照次序将一个载盘传入PVD设备；S3将靶材上多余的AlN膜层清除；S4通过溅射工艺在载盘中的生长衬底表面生长预设厚度的AlN薄膜；S5将载盘移出PVD设备进行冷却；S6判断是否生产单元中所有载盘的AlN薄膜生长结束，若是，结束该生产单元AlN薄膜的生长，否则，跳转至步骤S2，有效避免因靶材上AlN层过厚影响后续的溅射工艺，且可以连续生产，不需要每隔一定炉次进行以此AlN清除和预沉积工艺，大大提高了产出效率，增加了工艺的稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种AlN薄膜生长方法。

背景技术

LED蓝宝石外延片在MOCVD(金属有机化合物化学气相沉淀)中生长时，所用工艺是在PSS(Patterned Sapphire Substrate，图形化蓝宝石衬底)上沉积GaN/InGaN外延层；由于蓝宝石衬底和GaN膜层之间存在晶格失配较大的问题，通常要先在蓝宝石衬底上形成GaN缓冲层。但是，该缓冲层对LED器件本身并无益处，反而会在LED器件工作过程中吸收光降低其亮度，同时浪费MOCVD的机时。为提高外延生长的效率，开始在PSS衬底上沉积AlN(氮化铝)膜层替代GaN缓冲层，以减少MOCVD中生长缓冲层的时间。

目前，在实际应用中，一般采用iTops A230AlN PVD设备对AlN膜层进行制作，但是，随着炉次的增加，靶材上的AlN层会越积越厚，导致后续的工艺溅射难度增加的同时无法保证工艺稳定性。常规的解决方案是，每隔一定炉次进行一次AlN的清除和预沉积工艺，不仅浪费时间，而且产出效率低，对靶材的消耗也非常大。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供了一种AlN薄膜生长方法，有效解决现有生产工艺产出效率低，工艺稳定性不够的技术问题。

一种AlN薄膜生长方法，应用于PVD设备，所述AlN薄膜生长方法中包括：

S1在生产单元中包含的多个载盘中依次放置生长衬底；

S2按照次序将一个载盘传入PVD设备；

S3将靶材上多余的AlN膜层清除；

S4通过溅射工艺在载盘中的生长衬底表面生长预设厚度的AlN薄膜；

S5将载盘移出PVD设备进行冷却；

S6判断是否生产单元中所有载盘的AlN薄膜生长结束，若是，结束该生产单元AlN薄膜的生长，否则，跳转至步骤S2。

进一步优选地，在步骤S3中，通过时长为1-100s(秒)的Ar预处理工艺将靶材上多余的AlN膜层清除。

进一步优选地，在所述Ar预处理工艺中，Ar的流量为10-200sccm(标准毫升/分钟)。

进一步优选地，在所述Ar预处理工艺中，溅射功率为2000-3500W(瓦)。

在本发明提供的AlN薄膜生长方法中，PVD设备每次在生长AlN薄膜之前，对靶材进行Ar预处理工艺，将靶材表面多余的AlN膜层清除，避免因靶材上AlN层过厚影响后续的溅射工艺，且可以连续生产，不需要每隔一定炉次进行一次AlN清除和预沉积工艺，大大提高了产出效率(在实际应用中，提升了约17％的产出效率)，增加了工艺的稳定性，延长靶材的使用寿命；另外，在生长衬底上生长了AlN薄膜之后，继续在MOCVD中生长得到的外延结构，表面无裂纹、雾化和裂片等问题，外延正常，可正常生产。

附图说明

图1为本发明中AlN薄膜生长方法流程示意图。

具体实施方式