一种氮化铝薄膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113488565A(43)申请公布日2021.10.08(21)申请号202110696371.8(22)申请日2021.06.23(71)申请人山西中科潞安紫外光电科技有限公司地址046000山西省长治市高新区漳泽新型工业园区(72)发明人蒋国文徐广源樊怡翔常煜鹏(74)专利代理机构北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)11390代理人郝亮(51)Int.Cl.H01L33/00(2010.01)H01L21/02(2006.01)H01L33/12(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种氮化铝薄膜的制备方法(57)摘要本发明涉及一种氮化铝薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)、在衬底上溅射一层氮化铝缓冲层；(2)、将溅射有氮化铝缓冲层的衬底放入MOCVD炉中，在所述氮化铝缓冲层上外延生长氮化铝层或铝镓氮层；(3)、在所述氮化铝层或铝镓氮层上生长掺杂铝镓氮层；(4)、按照顺序反复进行步骤(2)和步骤(3)，周期数为2～20次；(5)、对生长完成后的所述衬底进行高温退火。其通过使用MOCVD生长的氮化铝或铝镓氮层与掺杂铝镓氮层周期结构替代溅射氮化铝层，可以减小退火氮化铝薄膜的应变，从而改善制作器件的发光效率，以及阈值电压。CN113488565ACN113488565A权利要求书1/1页1.一种氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、在衬底上溅射一层氮化铝缓冲层；(2)、将溅射有氮化铝缓冲层的衬底放入MOCVD炉中，在所述氮化铝缓冲层上外延生长氮化铝层或铝镓氮层；(3)、在所述氮化铝层或铝镓氮层上生长掺杂铝镓氮层；(4)、按照顺序反复进行步骤(2)和步骤(3)，周期数为2～20次；(5)、对生长完成后的所述衬底进行高温退火。2.根据权利要求1所述的氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：将溅射有氮化铝缓冲层的衬底放入MOCVD炉中，将MOCVD炉升温至1000℃～1400℃，通入0.2～2mol/min的氨气，同时通入0.001～0.01mol/min的三甲基铝，0～0.01mol/min的三甲基镓，并保持0.2～2h，外延生长出厚度为1nm‑20nm的氮化铝层或铝镓氮层，其中，所述氮化铝层或铝镓氮层的铝组分在0.2％～90％之间。3.根据权利要求2所述的氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：将MOCVD炉的温度调整至800℃～1200℃，通入0.2～2mol/min的氨气，0.001～0.01mol/min的三甲基铝，0.001～0.01mol/min的三甲基镓，同时通入掺杂剂，掺杂剂的剂量为10‑6～0.01mol/min，掺杂浓度为1016～1021，并保持0.2～2h，得到厚度为1nm‑20nm的掺杂铝镓氮层，且所述掺杂铝镓氮层中铝组分在0.2％～90％之间。4.根据权利要求3所述的氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂为Si、Ge、Li、Be、Mg、Fe或Zn。5.根据权利要求4所述的氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，按照顺序反复进行步骤(2)和步骤(3)的过程中，温度，氨气、三甲基铝、三甲基镓、掺杂剂的通入量以及保持时间能够在给定的范围内随意变化。6.根据权利要求1‑5中任一项所述的氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的溅射温度为100℃～500℃，溅射时间为1分钟～300分钟，溅射厚度为1nm～500nm。7.根据权利要求6所述的氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，所述衬底是蓝宝石、硅片或碳化硅。8.根据权利要求7所述的氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的退火温度为1300℃～1900℃，退火时间为1～10h。2CN113488565A说明书1/5页一种氮化铝薄膜的制备方法技术领域[0001]本发明属于半导体外延衬底制备技术领域，涉及一种用于形成紫外LED外延结构的衬底的制备方法，尤其涉及一种氮化铝薄膜的制备方法。背景技术[0002]现有的退火氮化铝薄膜，一般是在衬底上溅射50nm～500nm的氮化铝缓冲层，然后在1300℃～1700℃退火温度下进行高温退火以得到氮化铝薄膜。但是，由于氮化铝与衬底之间存在晶格失配及热失配，现有技术得到的氮化铝薄膜存在应变较大的问题。这样，后续在氮化铝薄膜上制作发光器件时，较大的应变会降低器件的发光效率，以及增加阈值电压。[0003]鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的氮化铝薄膜的制备方法。发明内容[0004]为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种氮化铝薄膜的制备方法，其通过使用MOCVD生长的氮化铝或/铝镓氮层与掺杂铝镓氮层的周期结构替代溅射氮化铝，可以减小退火氮化铝薄膜的