一种改善腔体铝环境的镀层及其沉积方法
文献发布时间：2023-06-19 16:04:54
技术领域
本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种改善腔体铝环境的外延沉积方法和外延结构。
背景技术
硅衬底以其具有良好的导电，导热性，晶体质量高，尺寸大，成本低，易加工，越来越受到半导体器件方面青睐，且硅技术在半导体工业中已相当成熟。以硅作为GaN外延沉积的衬底材料是非常引入注目的，因为有可能将半导体器件与硅器件集成。然而，由于GaN与硅材料晶格和热应力的不匹配，在硅衬底上沉积高质量的GaN厚膜非常困难。
反应腔的晶体沉积环境对于硅基LED影响也非常大，一般相对富铝的环境对于硅基LED生长具有好的作用，可以改善LED表面裂纹情况。因此如何在腔体维护后尽快恢复腔体的铝环境，使腔体产生富铝状态也是值得研究的一个方向。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种改善腔体铝环境的镀层(Coating)沉积方法，其使铝组分比较好的附着在腔体内，稳定了腔体内的沉积环境，使腔体处于富铝状态。
本发明的目的之二在于提供一种腔体的镀层，其可附着在腔体上，进而产生更好的富铝效应。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法，包括如下步骤：
1)对腔体进行烘烤(Bake)；
2)在所述烘烤后的腔体表面沉积第一GaN层；
3)在所述第一GaN层上沉积p-GaN层；
4)关闭MO源并通入氢气，对所述腔体进行二次烘烤；
5)在所述p-GaN层上沉积第二GaN层；
6)在所述第二GaN层上沉积AlN层。
进一步地，步骤1)中，所述烘烤的具体步骤为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1000-1100℃，压力为50-100torr，烘烤时间为30-60min。
进一步地，步骤2)中，所述第一GaN层的沉积温度为1010-1080℃，压力为100-200torr，NH
进一步地，步骤3)中，所述p-GaN层的沉积温度为900-1000℃，压力为100-200torr，TMGa的流量为50-200sccm，NH
进一步地，步骤4)中，所述二次烘烤的具体步骤为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1000-1100℃，压力为50-100torr，烘烤时间为30-60min。
进一步地，步骤5)中，所述第二GaN层的沉积温度为1010-1080℃，压力为100-200torr，TMGa的流量为50-400sccm，NH
进一步地，步骤6)中，所述AlN层的生长温度为1000-1150℃，所述AlN层的TMAl源流量为100-500sccm，压力为50-100torr，沉积时间为30-60min。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种腔体的镀层，由所述的改善腔体铝环境的镀层沉积方法制成。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法，在沉积p-GaN层程序后加入二次烘烤(Bake)程序，使腔体中未完全附着的Coating层被烤掉，从而留下附着力比较强的Coating晶核，在后续的Coating过程中可以使更多的Coating附着在腔体壁上，进而可以使更多的铝组分吸附在腔体内，使腔体处于富铝状态；为后续生长氮化镓或LED结构提供更好的腔体环境，改善了晶体表面。
本发明的一种腔体的镀层，其可附着在腔体上，进而产生更好的富铝效应。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法，包括如下步骤：
1)在腔体维护后，在反应腔内放入Coating石磨盘，启动Bake1程序对所述腔体进行烘烤；所述Bake1程序为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1000℃，压力为50torr，烘烤时间为60min。
2)启动GaN Coating1程序，在所述腔体表面沉积第一GaN层；所述第一GaN层的沉积温度为1010℃，压力为100torr，NH
3)启动p-GaN Coating程序，在所述第一GaN层上沉积p-GaN层；所述p-GaN层的沉积温度为900℃，压力为100-200torr，TMGa的流量为50sccm，NH
4)启动Bake2程序对所述腔体进行二次烘烤；所述启动Bake2程序为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1000℃，压力为50torr，烘烤时间为60min。
5)启动GaN Coating2程序，在所述p-GaN层上沉积第二GaN层；所述二次烘烤的具体步骤为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1000℃，压力为50torr，烘烤时间为60min。
6)启动AlN Coating程序，在所述第二GaN层上沉积AlN层；所述AlN层的生长温度为1000℃，所述AlN层的TMAl源流量设定为100sccm，NH
本实施例的一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法得到的镀层附着在腔体壁上，进而可以使更多的铝组分吸附在腔体内，使腔体处于富铝状态。
实施例2
一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法，包括如下步骤：
1)在腔体维护后，在反应腔内放入Coating石磨盘，启动Bake1程序对所述腔体进行烘烤；所述Bake1程序为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1050℃，压力为75torr，烘烤时间为45min。
2)启动GaN Coating1程序，在所述腔体表面沉积第一GaN层；所述第一GaN层的沉积温度为1050℃，压力为150torr，TMGa的流量为200sccm，NH
3)启动p-GaN Coating程序，在所述第一GaN层上沉积p-GaN层；所述p-GaN层的沉积温度为950℃，压力为150torr，TMGa的流量为120sccm，NH
4)启动Bake2程序对所述腔体进行二次烘烤；所述启动Bake2程序为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1050℃，压力为70torr，烘烤时间为45min。
5)启动GaN Coating2程序，在所述p-GaN层上沉积第二GaN层；所述二次烘烤的具体步骤为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1050℃，压力为75torr，烘烤时间为45min。
6)启动AlN Coating程序，在所述第二GaN层上沉积AlN层；所述AlN层的生长温度为1100℃，所述AlN层的TMAl源流量设定为300sccm，NH
本实施例的一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法得到的镀层附着在腔体壁上，进而可以使更多的铝组分吸附在腔体内，使腔体处于富铝状态。
实施例3
一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法，包括如下步骤：
1)在腔体维护后，在反应腔内放入Coating石磨盘，启动Bake1程序对所述腔体进行烘烤；所述Bake1程序为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1100℃，压力为100torr，烘烤时间为30min。
2)启动GaN Coating1程序，在所述腔体表面沉积第一GaN层；所述第一GaN层的沉积温度为1080℃，压力为200torr，TMGa的流量为400sccm，NH
3)启动p-GaN Coating程序，在所述第一GaN层上沉积p-GaN层；所述p-GaN层的沉积温度为1000℃，压力为200torr，TMGa的流量为200sccm，NH
4)启动Bake2程序对所述腔体进行二次烘烤；所述启动Bake2程序为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1100℃，压力为100torr，烘烤时间为30min。
5)启动GaN Coating2程序，在所述p-GaN层上沉积第二GaN层；所述二次烘烤的具体步骤为：关闭MO源并通入氢气，使腔体的温度升高至1100℃，压力为100torr，烘烤时间为60min。
6)启动AlN Coating程序，在所述第二GaN层上沉积AlN层；所述AlN层的生长温度为1150℃，所述AlN层的TMAl源流量设定为500sccm，NH
本实施例的一种改善腔体铝环境的镀层沉积方法得到的镀层附着在腔体壁上，进而可以使更多的铝组分吸附在腔体内，使腔体处于富铝状态。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。