[发明专利]一种降低氮化镓高电子迁移率场效应管界面热阻的外延生长方法

摘要

本发明涉及一种降低氮化镓高电子迁移率场效应管界面热阻的外延生长方法，外延材料的生长采用金属有机物化学气相淀积等气相外延生长方法，氮化镓外延片自下而上依次包括衬底、下层氮化铝成核层、上层氮化铝成核层氮化铝成核层、氮化镓层过渡层、氮化镓层缓冲层、势垒层和帽层，下层氮化铝成核层和上层氮化铝成核层生长过程使用的载气分别为氢气和氮气，氮化镓层过渡层生长过程中使用的载气为氮气，氮化镓层缓冲层生长过程使用的载气为氢气或者氢气和氮气的混合气。本发明通过载气转换工艺，降低氮化铝成核层和氮化镓层内的缺陷密度，及改善氮化铝成核层、氮化镓层界面的质量，有效降低了氮化镓高电子迁移率场效应管的界面热阻。

主权项

1.一种降低氮化镓高电子迁移率场效应管界面热阻的外延生长方法，包括以下步骤：(1)将衬底置于用于外延材料生长的化学气相淀积设备的基座上，在反应室中通入氢气，升压升温烘烤衬底，去除表面沾污；(2)保持反应室压力和氢气流量不变，继续升温，通入氨气并保持一定时间，对衬底进行氮化；(3)保持反应室压力、氢气流量、氨气流量和温度不变，通入铝源，生长下层氮化铝成核层，关闭铝源；(4)将载气由氢气切换为氮气，气流稳定后，通入铝源，生长上层氮化铝成核层，直至达到氮化铝成核层的总厚度，关闭铝源；(5)保持氮气的流量不变，在氨气的氛围中降温升压，待气流稳定后，通入镓源，生长氮化镓过渡层，关闭镓源；(6)保持温度和氨气流量不变，将载气由氮气切换为氢气或者氢气和氮气的混合气，待气流稳定后，通入镓源，生长氮化镓缓冲层，关闭镓源；(7)保持反应室温度不变，载气为氢气，在氨气的氛围中降压，待气流稳定后，通入镓源和铝源，生长铝镓氮Al_xGa_1‑xN势垒层，其中铝组分0＜x≤1，关闭镓源和铝源；(8)保持反应室温度、压力和氢气流量不变，通入镓源，生长氮化镓帽层，关闭镓源；(9)外延生长完成之后，在氨气气氛中降温，取出氮化镓外延片。