一种利用三甲基铟合成磷化铟外延片的生产工艺

技术领域

本发明涉及磷化铟外延片的生产工艺技术领域，尤其涉及一种利用三甲基铟合成磷化铟外延片的生产工艺。

背景技术

现有技术先通过布里奇曼法、区域熔融法等技术先合成磷化铟多晶材料，然后再通过提拉法合成磷化铟单晶材料。该工艺生成的磷化铟材料通常尺寸较大（3寸以上），适用于磷化铟衬底材料。

由于磷化铟材料本身脆性很强，稍加外力即可导致磷化铟晶圆片的破碎，这使得磷化铟的切片往往较厚，而半导体外延层的厚度往往要求在1μm左右，显然，普通工艺合成的磷化铟材料难以满足特定条件下的使用要求。

故而我们设计，以三甲基铟和磷烷为原料生成磷化铟外延片，是新的合成磷化铟外延片的方向。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种利用三甲基铟合成磷化铟外延片的生产工艺。

本发明提出的一种利用三甲基铟合成磷化铟外延片的生产工艺，将拟加工的P型硅衬底放在MOCVD反应腔内，利用高纯氢气携带气态磷烷，与气态高纯三甲基铟反应，在衬底表面合成磷化铟外延片薄膜。整个过程分为如下步骤：

S1：将P型掺杂的硅衬底放入MOCVD反应腔内，通入氢气作为载气；

S2：缓慢加热磷烷储罐至110℃，通过氢气鼓泡将磷烷（其流速为2.5L/min）引入到反应腔内；缓慢加热三甲基铟储罐至150℃，使其完全气化以待用；

S3：对MOCVD反应腔进行升温升压操作，缓慢升温至800～850℃、压强保持在1.2Mpa，持续加热烘烤15min，以清洁硅衬底表面；

S4：对MOCVD反应腔降温，保持温度在700～750℃，压强维持在1.0Mpa，以3.5L/min的流速持续通入磷烷，同时以2.5L/min通入三甲基铟，二者在反应腔内发生化学反应：（CH

S5：待磷化铟镓面氮化镓薄膜生长结束后，对MOCVD反应腔降温，同时停止通入三甲基铟，继续通入磷烷进行保护，反应腔温度降至常温后，取出衬底及外延片。

本发明中的有益效果为：

1.利用三甲基铟与磷烷在硅或砷化镓表面化合反应，生成单晶磷化铟，控制合适的温度与反应气体流速，可在衬底表面形成厚度在0.2μm-1.2μm的磷化铟单晶异质结外延层，以满足特定条件下的需求,简化工艺、降低控制难度。

实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种利用三甲基铟合成磷化铟外延片的生产工艺，将拟加工的P型硅衬底放在MOCVD反应腔内，利用高纯氢气携带气态磷烷，与气态高纯三甲基铟反应，在衬底表面合成磷化铟外延片薄膜。整个过程分为如下步骤：

S1：将P型掺杂的硅衬底放入MOCVD反应腔内，通入氢气作为载气；

S2：缓慢加热磷烷储罐至110℃，通过氢气鼓泡将磷烷（其流速为2.5L/min）引入到反应腔内；缓慢加热三甲基铟储罐至150℃，使其完全气化以待用；

S3：对MOCVD反应腔进行升温升压操作，缓慢升温至800～850℃、压强保持在1.2Mpa，持续加热烘烤15min，以清洁硅衬底表面；

S4：对MOCVD反应腔降温，保持温度在700～750℃，压强维持在1.0Mpa，以3.5L/min的流速持续通入磷烷，同时以2.5L/min通入三甲基铟，二者在反应腔内发生化学反应：（CH

S5：待磷化铟镓面氮化镓薄膜生长结束后，对MOCVD反应腔降温，同时停止通入三甲基铟，继续通入磷烷进行保护，反应腔温度降至常温后，取出衬底及外延片。

本发明中，利用三甲基铟与磷烷在硅或砷化镓表面化合反应，生成单晶磷化铟，控制合适的温度与反应气体流速，可在衬底表面形成厚度在0.2μm-1.2μm的磷化铟单晶异质结外延层，以满足特定条件下的需求,简化工艺、降低控制难度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。