[发明专利]硅衬底上化合物半导体外延层生长方法及其器件结构

摘要

本发明公开了一种硅衬底上生长氮化物外延层的方法及其器件结构，所述方法包括提供单晶硅衬底；对所述单晶硅衬底进行表面处理；在所述单晶硅衬底上采用射频磁控溅射沉积方法分步沉积AlN层，具体地，所述AlN层包括一层用于控制AlN晶体取向的AlN成核层以及一层用于控制AlN晶体应力的AlN缓冲层，所述AlN缓冲层厚度大于所述AlN成核层的厚度；采用金属有机化学气相沉积方法或氢化物气相外延方法在所述AlN层上沉积AlN、GaN或AlGaN层。本发明有效地改善了因热失配和晶格失配所引起的裂纹及错位现象，提高了外延层的晶体质量，增强了器件性能。

主权项

一种硅衬底上化合物半导体外延层的生长方法，其特征在于，所述方法包括：S1、提供单晶硅衬底；S2、对所述单晶硅衬底进行表面处理；S3、在所述单晶硅衬底上采用射频磁控溅射沉积方法分步沉积AlN层，首先沉积一层用于控制AlN晶体取向的AlN成核层，再沉积一层用于控制AlN晶体应力的AlN缓冲层，所述AlN缓冲层厚度大于所述AlN成核层的厚度；S4、采用金属有机化学气相沉积方法或氢化物气相外延方法在所述AlN层上沉积AlN、GaN或AlGaN外延层；所述步骤S2和S3间还包括：在所述单晶硅衬底上采用射频磁控溅射沉积方法分步沉积附加缓冲层，所述附加缓冲层为Ti、TiN、Ta、TaN、Mo、W、Co、SiC、SiN中的一种或多种的组合，首先沉积一层用于控制晶体取向的附加缓冲成核层，再沉积一层用于控制晶体应力的附加缓冲应力控制层，所述附加缓冲应力控制层厚度大于所述附加缓冲成核层的厚度。