[发明专利]一种用于氮化镓生长的工艺方法

说明书

本发明公开了一种用于氮化镓生长的工艺方法，涉及氮化镓生长技术领域，包括以下步骤；步骤1)、预处理；步骤2)、生长。本发明工艺简单，将衬底通过有机溶液擦拭干净后，经酸碱浸泡后利用去离子水冲淋干净再由氮气吹干，有效的优化了衬底表面颗粒及洁净度，退火后的衬底片表面洁净度达到无黑白点，无色差，无手印，无沾污，增加了产品质量，改善了背面不良且容易出现形变的问题，提高了合格率，降低了成本浪费，采用两次缓冲层，同时将第一缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下晶体质量良好的镓极性氮化镓，从而实现高质量氮化镓的生长，增加了产品整体性能，解决了传统缓冲层的晶体质量较差从而导致许多缺陷会穿透缓冲层时问题。

技术领域

本发明涉及氮化镓生长技术领域，具体是一种用于氮化镓生长的工艺方法。

背景技术

氮化镓是一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列，它是微波功率晶体管的优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。

目前LED外延片普遍采用缓冲层技术，即在衬底上沉积一层缓冲层再生长GaN材料，缓冲层能一定程度克服衬底与GaN材料间的晶格失配，并将他们之间的缺陷埋在缓冲层之下，但是缓冲层的晶体质量依旧较差，依旧有许多缺陷会穿透缓冲层，由于GaN材料与衬底存在热失配，在变温过程造成的应力会使这些缺陷扩大并穿透整个外延层，从而影响器件性能的问题。因此，本领域技术人员提供了一种用于氮化镓生长的工艺方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于氮化镓生长的工艺方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于氮化镓生长的工艺方法，包括以下步骤；

步骤1)、预处理：

S1、采用有机试剂对衬底表面进行擦拭清理；

S2、将清理干净的衬底放入加热后的腐蚀液中浸泡，10分钟后经去离子水冲洗并采用氮气吹干处理；

S3、将吹干的衬底放入温度在1000℃的真空室中，在氢气气氛下进行退火处理。

步骤2)、生长：

A1、衬底在高温下生长成核层；

A2、在成核层的表面上高温生长第一层氮化镓缓冲层，温度控制在1050±20度；

A3、在氢气的气氛中烘烤2-8分钟将第一层氮化镓缓冲层中的氮极性氮化镓完全升华，留下镓性氮化镓；

A4、降低温度，在衬底上继续生产第二层氮化镓缓冲层，温度控制在500-600度；

A5、进行三维生长，生长温度控制在1000±20度，时间控制在25分钟以内；

A6、对三维生长后的氮化镓进行二维生长，温度控制在1100±20度，同时时间控制在20分钟以内；

A7、在氢气气氛中退火，冷却后取出后得到成品。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤1)中的衬底采用氧化铝材质的构件，其厚度为600μm。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤1)中腐蚀液采用氢气SO4和H3PO4混合而成，两者之间的比例为3：1。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤1)中真空室的真空度为10-2Pa，预处理时间控制在30分钟。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤2)中的成核层的生长温度控制在650度，并且成核层的厚度为50nm。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤2)中第一层氮化镓缓冲层的厚度为20-40nm，第二层氮化镓缓冲层的厚度为15-25nm。