[发明专利]氮化镓层及其同质外延生长方法

说明书

本申请具体涉及一种氮化镓层及其同质外延生长方法，包括：提供氮化镓衬底，氮化镓衬底的晶面为C晶面，或氮化镓衬底的晶面为与C晶面呈偏角α的晶面；对氮化镓衬底的边缘进行处理，以使得氮化镓衬底的边缘暴露出(1‑101)面；于氮化镓衬底的表面进行同质外延，以得到同质外延生长的氮化镓层。上述实施例中的氮化镓层的同质外延生长方法可以避免翼晶的形成，进而避免由于氮化镓衬底边缘外延生长的氮化镓层与氮化镓衬底表面外延生长的氮化镓层之间存在较大的应力及弹性变形而形成的微裂片、破片及凹坑，降低了外延生长的氮化镓层中的位错密度，提高了外延生长的氮化镓层的质量。

技术领域

本申请属于半导体技术领域，具体涉及一种氮化镓层及其同质外延生长方法。

背景技术

在已有的氮化镓(GaN)衬底上继续生长氮化镓层即为氮化镓的同质外延生长。然后，由于氮化镓衬底边缘处的晶面与氮化镓衬底的表面并非在同一个晶面，而各个晶面均可以作为晶种外延生长氮化镓，又不同晶面上外延生长氮化镓的生长晶向及生长速率均不相同，这样在外延生长过程中就很容易导致氮化镓衬底的边缘生长出与氮化镓衬底表面生长的氮化镓主体材料晶向不同的氮化镓材料；氮化镓的边缘外延生长的上述氮化镓材料成为翼晶(wings)，翼晶的存在会导致氮化镓衬底边缘外延生长的氮化镓层与氮化镓衬底表面外延生长的氮化镓层之间存在较大的应力及弹性变形，从而容易导致边缘微裂纹、破片、凹坑(pits)的形成，如图1所示，还可以导致外延生长的氮化镓层中的位错密度大幅增加，从而降低同质外延生长的氮化镓层的良品率及质量。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种能够解决上述问题的氮化镓层及其同质外延生长方法。

本申请的一方面提供一种氮化镓层的同质外延生长方法，包括：

提供氮化镓衬底，所述氮化镓衬底的晶面为C晶面，或所述氮化镓衬底的晶面为与C晶面呈偏角(offcut)α的晶面，所述偏角α的取值范围为：0°≤α≤62°或64°≤α≤90°；

对所述氮化镓衬底的边缘进行处理，以使得所述氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面；

于所述氮化镓衬底的表面进行同质外延，以得到同质外延生长的氮化镓层。

上述实施例中的氮化镓层的同质外延生长方法中，通过先对氮化镓衬底的边缘进行处理，使得氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面，可以使得在氮化镓衬底的边缘及表面进行同质外延生长氮化镓层时形成晶面相同的氮化镓成核层，进而可以在氮化镓衬底的边缘及表面以相同或相近的横向和纵向生长速度生长氮化镓层，避免翼晶的形成，进而避免由于氮化镓衬底边缘外延生长的氮化镓层与氮化镓衬底表面外延生长的氮化镓层之间存在较大的应力及弹性变形而形成的微裂片、破片及凹坑，降低了外延生长的氮化镓层中的位错密度，提高了外延生长的氮化镓层的质量。

在其中一个实施例中，对所述氮化镓衬底的边缘进行处理，以使得所述氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面包括：

对所述氮化镓衬底的边缘进行切割；

对切割后的所述氮化镓衬底的边缘进行倒角，直至所述氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面。

在其中一个实施例中，对所述氮化镓衬底的边缘进行处理，以使得所述氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面包括：

对所述氮化镓衬底的边缘进行切割；

对切割后的所述氮化镓衬底的边缘进行倒角；

对倒角后的所述氮化镓衬底的边缘进行选择性刻蚀，直至所述氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面。

在其中一个实施例中，对所述氮化镓衬底的边缘进行处理，以使得所述氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面包括：

对所述氮化镓衬底的边缘行选择性刻蚀，直至所述氮化镓衬底的边缘暴露出(1-101)面。