[发明专利]一种等离子体辅助镀层生长方法

权利要求书

1.一种等离子体辅助镀层生长方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：以一种薄膜为例，进行PE-AlD法生长试验；对GaN薄膜进行生长试验，沉积之前，将衬底Si(100)依次通过异丙醇、丙醇、乙醇以及去离子水进行超声清洗；

S2：去除衬底Si表面的氧化物，用去离子水冲洗，并吹干干燥；衬底Si表面氧化物的去除需要将其浸入稀释氢氟酸溶液(HF，2vol％)中浸泡2min，并在冲洗后通入N2进行吹干干燥；

S3：将衬底Si置入腔室加热盘上，进行分段加热，直至腔室内温度达到衬底生长所需温度；

S4：衬底Si在生长温度下保持30min以上后，向其中通入生长配方气体，促进GaN薄膜的生长；采用生长的配方如下：0.01s-TMG脉冲、3s-reaction、50s-吹扫、30s-N₂/H₂混合等离子气、50s-吹扫，其中3s-reaction是为了增加稼源在腔室内的滞留时间；

S5：对试验后的GaN进行结果分析；在150-300摄氏度下进行一系列生长试验，以确定GAN的生长温度窗口，其中GAN的生长周期均为300cycle，其他条件如上述保持不变。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体辅助镀层生长方法，其特征在于：所述衬底Si在初次置入加热盘上时，需现在120摄氏度下预热30min以上，随后再分段加热至其生长所需温度。

3.根据权利要求2所述的一种等离子体辅助镀层生长方法，其特征在于：所述TMG在常温下具有较高的蒸汽压，室温下为227Torr，故需要采用自制的冷却机构将稼源的温度维持在-1摄氏度左右，以N₂/H₂混合等离子体作为氮源，N₂、H₂的流量分别为20sccm，采用50sccm的载流气Ar将TMG和N₂/H₂混合气代入反应腔室，反应腔室的压力为0.15Torr，其中射频等离子体发生器功率为250W。

4.根据权利要求3所述的一种等离子体辅助镀层生长方法，其特征在于：所述PE-ALD法在试验时，以脉冲模式交替的向腔室内通入TMG和N2/H2混合等离子体，在脉冲间隙利用载流气将多余的前驱体源与产物吹扫出腔室，在一个ALD过程中，TMG首先与衬底表面的活性位点反应并吸附，表面达到饱和后反应自动停止，留下产物以及新的表面活性位点同理，N2/H2混合等离子体脉冲后，生长表面会形成新的活性位点，以此周期性循环生长，使薄膜逐层增厚。

5.根据权利要求4所述的一种等离子体辅助镀层生长方法，其特征在于：所述冷却机构由顶盖(1)、外壳(2)、封板(3)以及内部的冷却组件(4)组成；所述外壳(2)的内部开设有一号空腔(26)；所述冷却组件(4)设置在一号空腔(26)内；所述顶盖(1)契合连接在外壳(2)的顶部；所述封板(3)固定连接在外壳(2)的前端；所述冷却组件(4)由气罐(41)、冷却管(42)、连接罩(43)以及前支架(44)组成；所述气罐(41)的前端穿孔连接在前支架(44)的中部；所述前支架(44)固定连接在外壳(2)的底部；所述冷却管(42)套设在气罐(41)的外侧；所述冷却管(42)的两端分别设置有冷却管进端(421)和冷却管出端(422)；所述连接罩(43)的末端穿孔连接在外壳(2)的侧壁上；所述气罐(41)的另一端契合连接在连接罩(43)的内部。