[发明专利]一种GaN‑on‑Si晶圆的制备方法

权利要求书

1.一种利用金属有机化学气相沉积装置制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，所述金属有机化学气相沉积装置包括两个不同的反应腔，所述方法具体包括以下步骤：

在第一反应腔内通过外延反应在硅基衬底上沉积AlN薄膜，再在AlN薄膜上沉积组成为Al_xGa_1-xN的第一缓冲层，其中A＜X≤0.9，A为0.4～0.6；

将沉积有AlN薄膜和第一缓冲层的硅基衬底转移至第二反应腔内；

在第二反应腔内通过外延反应进一步沉积组成为Al_YGa_1-YN的第二缓冲层，其中0.1≤Y≤A，A为0.4～0.6，在该第二缓冲层上沉积GaN层，制备得到GaN-on-Si晶圆；

第一反应腔和第二反应腔均是金属有机化学气相沉积反应腔，且第一反应腔的高度小于第二反应腔；第一反应腔高度为15～25mm，第二反应腔高度为50～100mm。

2.根据权利要求1所述的制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，第一反应腔和第二反应腔均是单片反应腔。

3.根据权利要求1所述的制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，将硅基衬底转移至第二反应腔的过程是在密闭真空环境下完成的。

4.根据权利要求1所述的制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，在第一反应腔内沉积有AlN薄膜和第一缓冲层的硅基衬底温度降至400～500℃后，将该硅基衬底转移至第二反应腔内。

5.根据权利要求1所述的制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，在第一反应腔内沉积AlN薄膜和沉积第一缓冲层的温度为1150～1250℃，压力为45～55mbar。

6.根据权利要求1所述的制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，在第二反应腔内沉积第二缓冲层和GaN层的温度为1050～1150℃，压力为100～200mbar。

7.根据权利要求1或2所述的制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，第一反应腔和第二反应腔均支持托盘转速为500转以上/分钟的高速旋转。

8.根据权利要求1所述的制备GaN-on-Si晶圆的方法，其特征在于，在第二反应腔沉积第二缓冲层和GaN层的同时，在第一反应腔内在另一批次硅基衬底上沉积AlN薄膜和第一缓冲层。