專利名稱：在硅襯底上生長氮化鎵自支撐襯底材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域，是一種在硅襯底上生長氮化鎵自支撐襯底材料的方法。
背景技術(shù)：
氮化鎵(GaN)是繼硅(Si)和砷化鎵、磷化銦后第三代半導(dǎo)體材料，氮化鎵(GaN)及其相關(guān)材料氮化鎵(GaN)、氮化銦(InGaN)、氮化鋁(AlGaN)和氮化銦鎵鋁(InGaAlN)等，通過調(diào)整合金組分，可形成連續(xù)固溶體，其帶隙能夠覆蓋從0.8eV的紅外光波段到6.2eV的紫外波段，是制作紅、黃、綠，特別是藍(lán)光發(fā)光二極管(LEDs)和激光二極管(LDs)、大功率晶體管的理想材料，在可見光源和紫外光源領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。以氮化鎵(GaN)材料為核心的高亮度大功率發(fā)光二極管，壽命10萬小時，理論發(fā)光效率可達(dá)50％以上，是繼白熾燈和熒光燈后下一代照明光源。
到2003年為止，全球有477家公司和研究中心從事氮化鎵(GaN)材料的生產(chǎn)和研究工作，包括51家政府代理機(jī)構(gòu)。有184家公司從事氮化鎵(GaN)器件、設(shè)備的生產(chǎn)。有293家大學(xué)和研究所從事氮化鎵(GaN)材料的研發(fā)。這個數(shù)據(jù)顯示從事氮化鎵(GaN)研究和生產(chǎn)的機(jī)構(gòu)與2000年同比增長分別為74％和24％。正是由于全球化的矚目，使得氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)方興未艾。自1999年以來，藍(lán)光、綠光和高自強(qiáng)光發(fā)光二極管(LEDs)市場價格增加了221％達(dá)到了13.5美元。其中很大原因是由于自1995年氮化鎵(GaN)發(fā)光二極管(LEDs)的研制和投產(chǎn)，其后市場每年平均增長速率達(dá)到64.5％。1999年藍(lán)—紫光激光二極管(405nm)初露端倪，并于2002年產(chǎn)業(yè)化開始盈利。由于藍(lán)—紫光激光二極管可以用作光存儲，目前有幾家公司宣布將投產(chǎn)高密度DVD存儲器。氮化鎵(GaN)設(shè)備尚待進(jìn)一步發(fā)展，預(yù)期將在2004年實(shí)現(xiàn)新的經(jīng)濟(jì)突破。據(jù)市場預(yù)測，到2007年氮化鎵(GaN)的市場總額將達(dá)到45億美元。
目前氮化鎵(GaN)藍(lán)色和綠色發(fā)光二極管已經(jīng)廣泛用于交通信號燈、戶外大屏幕、背景照明、建筑裝飾等領(lǐng)域，日亞公司于1998年宣布氮化鎵(GaN)紫光激光二極管的壽命已經(jīng)達(dá)到10000小時。從此以后，氮化鎵(GaN)發(fā)光器件進(jìn)展再次陷于停頓一方面氮化鎵(GaN)激光二極管的壽命仍然只有10000小時左右，從1998年以后沒有進(jìn)一步的突破。另一方面氮化鎵(GaN)發(fā)光二極管的電光轉(zhuǎn)換效率大致在5％左右(個別實(shí)驗室可達(dá)25％)，進(jìn)一步提高電光轉(zhuǎn)換效率卻非常困難。造成氮化鎵(GaN)發(fā)光器件進(jìn)展再次停頓的根本原因在于缺乏氮化鎵(GaN)襯底。
理論和實(shí)驗都表明，用同質(zhì)外延制作的氮化鎵(GaN)材料和器件，無論是光電子器件還是微電子器件，其性能都遠(yuǎn)超過在藍(lán)寶石襯底上異質(zhì)外延得到的材料和器件。目前阻礙氮化鎵(GaN)材料及其器件發(fā)展的關(guān)鍵在于缺乏適合氮化鎵(GaN)生長的同質(zhì)襯底。由于晶格失配和熱失配，導(dǎo)致異質(zhì)外延得到的氮化鎵(GaN)薄膜中存在很高的位錯密度和很大的熱應(yīng)力，這些大大影響了電子遷移率、摻雜效率以及器件壽命等。實(shí)驗表明，采用氮化鎵(GaN)同質(zhì)襯底外延，可以將位錯密度降低6個數(shù)量級左右，可以得到更高的電子遷移率和更窄的光致發(fā)光(PL)譜半寬。通過同質(zhì)外延，不需采用任何工藝如氮化、低溫成核層等，就可使氮化鎵(GaN)直接進(jìn)入二維生長階段。并且對于制作激光器來說，一個很大的優(yōu)勢在于其反射腔面可直接通過解理面得到，而不需再采用會對晶體表面造成損傷的反應(yīng)離子刻蝕的方法來得到。此外，氮化鎵(GaN)同質(zhì)襯底可以是n型也可以是p型，這也為器件的制作及集成提供了很大的方便。目前Lumin公司的5W的發(fā)光二極管(LED)就是在氮化鎵(GaN)襯底上實(shí)現(xiàn)的，這也是由于在解決了傳統(tǒng)的藍(lán)寶石襯底的熱導(dǎo)率較差的問題的基礎(chǔ)上，才使得發(fā)光二極管(LED)功率得到進(jìn)一步的提高。但是由于沒有氮化鎵(GaN)襯底，氮化鎵(GaN)器件的制備只能在大失配異質(zhì)襯底上進(jìn)行，目前最常用的襯底材料是藍(lán)寶石(α-Al2O3)材料。藍(lán)寶石作為襯底與氮化鎵(GaN)存在晶格失配大(14％)，且不易解理等缺點(diǎn)。此外藍(lán)寶石的導(dǎo)熱性差、不導(dǎo)電，不能制作電極。同時異質(zhì)外延也會造成氮化鎵(GaN)外延材料結(jié)晶質(zhì)量差，位錯密度高(大于108cm-2)等缺點(diǎn)，這嚴(yán)重阻礙了氮化鎵(GaN)器件的發(fā)展。
由此，在專利技術(shù)中創(chuàng)新性的提出采用硅(Si)襯底來進(jìn)行氮化鎵(GaN)襯底材料的生長。雖然硅(Si)襯底外延氮化鎵(GaN)過程存在一些技術(shù)上的難點(diǎn)熱失配會導(dǎo)致氮化鎵(GaN)層斷裂，大的晶格失配的位錯密度偏高，鎵(Ga)和硅(Si)在高溫條件下會發(fā)生發(fā)應(yīng)。但是硅(Si)襯底具有尺寸大，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，特別是在硅(Si)襯底上外延生長氮化鎵(GaN)厚膜襯底，剝離工藝壁藍(lán)寶石襯底就相對簡單得多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生長氮化鎵(GaN)厚膜的新方法，這種方法采用硅(Si)作為襯底，生長過程簡便易行，既能夠得到大尺寸氮化鎵(GaN)厚膜，同時又具有易剝離，生產(chǎn)效率大大提高的優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，技術(shù)解決方案是提供一種在硅襯底上生長氮化鎵自支撐襯底材料的方法，包括步驟(1)先在硅(Si)襯底上用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)工藝生長一層緩沖層；(2)然后用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)生長一層結(jié)晶層；(3)用鹵化物氣相外延(HVPE)工藝生長一層氮化鎵(GaN)厚膜；(4)反復(fù)交錯對步驟2、步驟3多次重復(fù)，成多層結(jié)構(gòu)，直至生長出厚度復(fù)合要求的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料；(5)采用化學(xué)腐蝕方法將硅襯底去除，以得到自支撐的氮化鎵厚膜。
所述的方法，其所述緩沖層，為氮化鋁(AlN)或氮化鋁鎵(AlGaN)層；結(jié)晶層為氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)或者氮化銦鎵鋁(InGaAlN)層，或者由氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)的組合(如氮化鎵(GaN)和氮化鋁鎵(AlGaN)的超晶格)等。
所述的方法，其所述緩沖層提供了應(yīng)力釋放通道并阻止高溫下硅(Si)和鎵(Ga)的反應(yīng)；結(jié)晶層為氮化鎵厚膜提供了高溫形核中心和應(yīng)力釋放通道。
所述的方法，其所述用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積慢速生長緩沖層和結(jié)晶層，用鹵化物氣相外延工藝快速生長氮化鎵(GaN)層，通過工藝切換，實(shí)現(xiàn)緩沖層——結(jié)晶層——氮化鎵層——結(jié)晶層——氮化鎵層…的多層連續(xù)生長，成多層結(jié)構(gòu)。
所述的方法，其所述多層結(jié)構(gòu)，有利于控制氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料中的應(yīng)力，大大降低了硅襯底上氮化鎵(GaN)裂紋的出現(xiàn)。
所述的方法，其所述第(5)步中得到低應(yīng)力，低位錯密度，晶體質(zhì)量優(yōu)良的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料，其外延片厚度、組分、摻雜不均勻性小于10％(不含邊緣5毫米)，在硅(Si)片生長的n型氮化鎵(GaN)襯底材料，室溫電子遷移率300cm2/V.s，尺寸為2英寸，厚度200微米，位錯密度＜5×107cm-2。
所述的方法，其所述金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)工藝中，反應(yīng)部分用氨氣作為反應(yīng)氣、V族源，用三甲基鎵、三甲基鋁、三甲基銦作為III族源。
所述的方法，其所述鹵化物氣相外延(HVPE)工藝中，反應(yīng)部分用氨氣作為反應(yīng)氣、用氯化鎵(GaCl)作為III族源。
所述的方法，其所述氯化鎵(GaCl)，為金屬鎵與氯化氫(HCl)的反應(yīng)產(chǎn)物。
本發(fā)明的機(jī)理和技術(shù)特點(diǎn)是
本發(fā)明采用氮化鋁(AlN)(或AlGaN)作為緩沖層，一方面解決了應(yīng)力釋放問題，另一方面使得硅(Si)襯底上生長氮化鎵(GaN)厚膜成為可能，阻止了鎵(Ga)和硅(Si)在高溫下的反應(yīng)。氮化鎵(GaN)、或者氮化銦(InGaN)、氮化鋁(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)、或者由GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN的組合(如GaN和AlGaN的超晶格)等的結(jié)晶層的作用在于為高溫反應(yīng)提供了形核中心以及應(yīng)力釋放通道。用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)慢速生長緩沖層和結(jié)晶層，用鹵化物氣相外延(HVPE)快速生長氮化鎵(GaN)層，實(shí)現(xiàn)緩沖層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層…的多層連續(xù)生長，控制氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料中的應(yīng)力，避免由于材料厚度增加造成材料龜裂、斷裂現(xiàn)象。合理控制緩沖層的生長溫度和生長時間將直接影響到材料整體的質(zhì)量、位錯密度和應(yīng)力情況。生長氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料的一個難點(diǎn)是控制生長層中應(yīng)力情況，過高應(yīng)力將導(dǎo)致材料生長過厚的情況下發(fā)生斷裂、龜裂。從理論上看在生長厚膜材料時，單緩沖層對應(yīng)力的降低作用微乎其微。所以我們采用了多緩沖層連續(xù)生長在硅(Si)上生長出高晶體質(zhì)量的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料。最后，通過化學(xué)溶液腐蝕，去除硅(Si)襯底后，得到了氮化鎵(GaN)自支撐襯底。


圖1為本發(fā)明的硅(Si)上生長的緩沖層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層…厚膜襯底材料多層結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
目前我們已經(jīng)掌握了硅(Si)襯底上外延生長氮化鎵(GaN)薄膜的關(guān)鍵性技術(shù)。本發(fā)明將采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)工藝生長氮化鋁(AlN)和氮化鎵(GaN)緩沖層，用鹵化物氣相外延(HVPE)工藝生長氮化鎵(GaN)襯底。
本發(fā)明在硅襯底上生長氮化鎵自支撐襯底材料的方法，包括下列步驟a)在硅(Si)襯底上用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)工藝生長一層很薄的氮化鋁(AlN)緩沖層或者氮化鋁(AlGaN)緩沖層；b)然后用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)生長一層較薄的氮化鎵(GaN)、或者氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)、或者由氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)的組合(如氮化鎵(GaN)和氮化鋁鎵(AlGaN)的超晶格)等結(jié)晶層；c)用鹵化物氣相外延(HVPE)快速生長一層氮化鎵(GaN)厚膜；d)根據(jù)具體情況，可反復(fù)交錯對步驟2、步驟3多次重復(fù)，成多層結(jié)構(gòu)，直至生長出厚度復(fù)合要求的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料；e)采用化學(xué)腐蝕方法將硅(Si)襯底去除，以得到自支撐的氮化鎵(GaN)厚膜。
生長氮化鎵(GaN)襯底首先用MOCVD在異質(zhì)襯底上先生長一層氮化鋁(AlN)或者氮化鋁鎵(AlGaN)緩沖層，以及一層較薄的高溫氮化鎵(GaN)結(jié)晶層，或者氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)和氮化銦鎵鋁(InGaAlN)結(jié)晶層，或者由氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)的組合(如氮化鎵(GaN)和氮化鋁鎵(AlGaN)的超晶格)的結(jié)晶層等，然后利用鹵化物氣相外延(HVPE)進(jìn)行快速生長氮化鎵(GaN)層。用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)慢速生長緩沖層和結(jié)晶層，用鹵化物氣相外延(HVPE)快速生長氮化鎵(GaN)層，實(shí)現(xiàn)緩沖層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層…的多層連續(xù)生長的多層結(jié)構(gòu)，控制氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料中的應(yīng)力，避免由于材料厚度增加造成材料龜裂、斷裂現(xiàn)象。緩沖層和結(jié)晶層的生長和控制是生長厚膜襯底中必不可少的關(guān)鍵性技術(shù)之一，氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)緩沖層的作用不僅解決了硅(Si)襯底和外延層互不浸潤的問題，而且阻止了高溫下鎵(Ga)和硅(Si)的反應(yīng)，還提供了應(yīng)力釋放。而氮化鎵(GaN)、或者氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)結(jié)晶層，或者由氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)的組合(如氮化鎵(GaN)和氮化鋁鎵(AlGaN)的超晶格)等結(jié)晶層為高溫下的外延生長提供了成核中心并且提供了應(yīng)力釋放通道。合理控制緩沖層和結(jié)晶層的生長溫度和生長時間將直接影響到材料整體的質(zhì)量、位錯密度和應(yīng)力情況。
此外，生長氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料的一個主要難點(diǎn)在于不能控制生長層中應(yīng)力情況，導(dǎo)致材料在生長過厚的情況下發(fā)生斷裂、龜裂。從理論上看在生長厚膜材料時，單緩沖層對應(yīng)力的降低作用微乎其微。所以我們提出了多緩沖層層層連續(xù)生長。在硅(Si)襯底上生長氮化鎵(GaN)時，因為晶格失配大所以不可能避免裂紋的出現(xiàn)，而采用多緩沖層技術(shù)，則大大降低了裂紋的數(shù)目。提高了襯底材料的晶體質(zhì)量。
最后，通過以上工藝我們已經(jīng)生長出低應(yīng)力，低位錯密度，晶體質(zhì)量優(yōu)良的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料。外延片厚度、組分、摻雜不均勻性小于10％(不含邊緣5毫米)，在硅(Si)片生長的n型氮化鎵(GaN)襯底材料，室溫電子遷移率300cm2/V.s，尺寸為2英寸，厚度200微米，位錯密度＜5x107cm-2。通過化學(xué)溶液腐蝕，去除硅(Si)襯底后，得到了氮化鎵(GaN)自支撐襯底。
實(shí)施例實(shí)驗中采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)和鹵化物氣相外延(HVPE)兩種工藝進(jìn)行材料的生長，其中金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)反應(yīng)部分用氨氣作為反應(yīng)氣、V族源，用三甲基鎵、三甲基鋁、三甲基銦作為III族源，其中鹵化物氣相外延(HVPE)反應(yīng)部分用氨氣作為反應(yīng)氣、用金屬鎵與氯化氫(HCl)的反應(yīng)產(chǎn)物氯化鎵(GaCl)作為III族源。
在硅襯底上生長氮化鎵自支撐襯底材料，按下列工藝進(jìn)行
(1)首先采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)工藝，生長一層30nm厚的氮化鋁(AlN)緩沖層或者氮化鋁鎵(AlGaN)緩沖層。
(2)然后用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)生長一層幾微米厚的氮化鎵(GaN)，或者氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵鋁(InGaAlN)結(jié)晶層，或者由GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN的組合(如GaN和AlGaN的超晶格)等結(jié)晶層。
(3)改用鹵化物氣相外延(HVPE)工藝在1050℃快速生長一層的氮化鎵(GaN)厚膜。
(4)根據(jù)具體情況需要，可反復(fù)交替對步驟2，步驟3多次重復(fù)，成多層結(jié)構(gòu)，直至生長出厚度復(fù)合要求的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料。
(5)最后采用化學(xué)腐蝕方法將硅襯底去除以得到無支撐的氮化鎵(GaN)厚膜材料。
將優(yōu)化工藝條件，利用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)進(jìn)行緩沖層的生長，利用鹵化物氣相外延(HVPE)進(jìn)行氮化鎵(GaN)層的快速生長，通過工藝切換，實(shí)現(xiàn)緩沖層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層——結(jié)晶層——氮化鎵(GaN)層…的多層連續(xù)生長。同時合理控制緩沖層和結(jié)晶層的生長溫度和生長時間。試驗中分別用氮化鋁(AlN)和氮化鋁鎵(AlGaN)作為緩沖層，以及氮化鎵(GaN)、或者氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)和氮化銦鎵鋁(InGaAlN)做結(jié)晶層，或者由GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN的組合(如GaN和AlGaN的超晶格)等結(jié)晶層，采用不同的工藝條件進(jìn)行材料生長，設(shè)計緩沖層厚度與襯底材料厚度之間的最佳配比。從而獲得高晶體質(zhì)量的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料。
利用化學(xué)溶液腐蝕將硅(Si)襯底去除，最后得到氮化鎵(GaN)自支撐襯底材料。
權(quán)利要求
1.一種在硅襯底上生長氮化鎵自支撐襯底材料的方法，其特征是，包括步驟(1)首先在硅襯底上用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積工藝生長一層緩沖層；(2)然后用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積生長一層結(jié)晶層；(3)用鹵化物氣相外延工藝生長一層氮化鎵厚膜；(4)反復(fù)交錯對步驟2、步驟3多次重復(fù)，成多層結(jié)構(gòu)，直至生長出厚度復(fù)合要求的氮化鎵厚膜襯底材料；(5)采用化學(xué)腐蝕方法將硅襯底去除，以得到自支撐的氮化鎵厚膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述緩沖層，為氮化鋁或氮化鋁鎵層；結(jié)晶層為氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)或者氮化銦鎵鋁(InGaAlN)層，或者由氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鎵鋁的組合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是，所述緩沖層提供了應(yīng)力釋放通道并阻止高溫下硅和鎵的反應(yīng)；結(jié)晶層為氮化鎵厚膜提供了高溫形核中心和應(yīng)力釋放通道。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積慢速生長緩沖層和結(jié)晶層，用鹵化物氣相外延工藝快速生長氮化鎵層，通過工藝切換，實(shí)現(xiàn)緩沖層——結(jié)晶層——氮化鎵層——結(jié)晶層——氮化鎵層…的多層連續(xù)生長，成多層結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征是，所述多層結(jié)構(gòu)，有利于控制氮化鎵厚膜襯底材料中的應(yīng)力，大大降低了硅襯底上氮化鎵裂紋的出現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述第(5)步中得到低應(yīng)力，低位錯密度，晶體質(zhì)量優(yōu)良的氮化鎵厚膜襯底材料。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積工藝中，反應(yīng)部分用氨氣作為反應(yīng)氣、V族源，用三甲基鎵、三甲基鋁、三甲基銦作為III族源。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，所述組合，為氮化鎵和氮化鋁鎵的超晶格。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述鹵化物氣相外延工藝中，反應(yīng)部分用氨氣作為反應(yīng)氣、用氯化鎵作為III族源。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，所述氯化鎵，為金屬鎵與氯化氫的反應(yīng)產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域，是在硅襯底上生長氮化鎵自支撐襯底材料的方法。該方法包括步驟a)首先在硅襯底上用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積工藝生長一層緩沖層；b)然后用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積生長一層結(jié)晶層；c)用鹵化物氣相外延工藝生長一層氮化鎵(GaN)厚膜；d)反復(fù)交錯對步驟2、步驟3多次重復(fù)，成多層結(jié)構(gòu)，直至生長出厚度復(fù)合要求的氮化鎵(GaN)厚膜襯底材料；e)采用化學(xué)腐蝕方法將硅襯底去除，以得到自支撐的氮化鎵厚膜。
文檔編號H01L33/00GK1779910SQ200410009858
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者劉祥林, 焦春美, 于英儀, 趙鳳瑗 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所