[发明专利]含有SiNx插入层的极性c面GaN基的半导体器件的制备方法

摘要

本发明公开了含有SiNx插入层的极性c面GaN基的半导体器件的制备方法，其步骤是：（1）将c面蓝宝石衬底置于MOCVD反应室中，通入氢气与氨气的混合气体，对衬底进行热处理；（2）在衬底上生长厚度为10-30nm，温度为580-620℃的低温AlN成核层；（3）在低温成核层上生长厚度为150-180nm，温度为950-1000℃的高温AlN成核层；（4）在AlN成核层之上生长厚度为1000-2000nm，镓源流量为30-300μmol/min，氨气流量为1000-10000sccm的c面GaN缓冲层；（5）在所述的c面GaN缓冲层之上用PECVD在200-250℃淀积3-9s的SiNx插入层；（6）在所述SiNx插入层之上生长厚度为4000-6000nm，镓源流量为100-250μmol/min，氨气流量为3000-5000sccm的c面GaN外延层。本发明的c面GaN薄膜具有低缺陷的优点，用于制作极性c面GaN发光二极管。

主权项

一种含有SiNx插入层的极性c面GaN基的半导体器件的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：（1）将c面蓝宝石衬底置于金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室中，并向反应室通入氢气与氨气的混合气体，对衬底基片进行热处理，反应室的起始真空度小于2×10‑2Torr，衬底加热温度为900‑1200℃，时间为5‑10min，通入混合气之后反应室压力为20‑760Torr；（2）在温度为580‑620℃的情况下，在热处理后的c面蓝宝石衬底上生长厚度为10‑30nm低温AlN成核层；（3）在温度为950‑1000℃的情况下，在低温AlN成核层上再生长厚度为150‑180nm的高温AlN成核层；（4）通入镓源和氨气，在所述AlN成核层之上生长厚度为1000‑2000nm的极性c面GaN缓冲层；（5）将生长完缓冲层的c面GaN材料放入等离子体增强化学气相淀积（PECVD）反应室，并向反应室中通入氨气和硅烷，在200‑250℃以及压力为600‑800mTorr下反应生成一层SiNx作为材料的插入层，反应时间为3‑9s；（6）将器件放置在金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室中，在所述SiNx插入层之上生长厚度为4000‑6000nm的极性c面GaN外延层。