一种提高薄膜生长外延片均匀性的方法.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CN108441945A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810354036.8(22)申请日2018.04.19(71)申请人东莞市中晶半导体科技有限公司地址523000广东省东莞市企石镇东平科技工业园(72)发明人颜建锋敖辉庄文荣孙明(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人罗晓林杨桂洋(51)Int.Cl.C30B25/12(2006.01)C30B29/40(2006.01)C23C16/458(2006.01)C23C16/34(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种提高薄膜生长外延片均匀性的方法(57)摘要一种提高薄膜生长外延片均匀性的方法，包括以下步骤：选取衬底，该衬底的规格尺寸大于等于预生长外延片的规格尺寸；设置一个环结构件，该环结构件的内径尺寸大小等于衬底的规格尺寸，环结构件的厚度与衬底的厚度可以相等或者不相等；将衬底放置入环结构件中，环结构件将衬底的边缘全部包围连成一个连续的生长区域；将衬底及环结构放置在生长室中进行生长，使得衬底上生长出预设规格结构的薄膜外延片；生长完成后，将环结构件取出，烘烤、清洗干净留待下次使用。本发明利用环结构件降低由于衬底边界条件带来的不利影响，最终获得均匀性很好的外延片。CN108441945ACN108441945A权利要求书1/1页1.一种提高薄膜生长外延片均匀性的方法，包括以下步骤：选取衬底，该衬底的规格尺寸大于等于预生长外延片的规格尺寸；设置一个环结构件，该环结构件的内径尺寸大小大于等于衬底的规格尺寸，环结构件的厚度与衬底的厚度可以相等或者不相等；将环结构件放置在衬底上，环结构件将衬底的边缘部分环绕起来，连成一个连续的生长区域，使得衬底和外边缘的托盘材料不会直接接触；将衬底放置在生长室中进行生长，使得衬底上生长出预设规格结构的薄膜外延片；生长完成后，将环结构件取出，烘烤、清洗干净留待下次使用。2.根据权利要求1所述的提高薄膜生长外延片均匀性的方法，其特征在于，所述环结构件的厚度大于等于或者小于衬底的厚度。3.根据权利要求2所述的提高薄膜生长外延片均匀性的方法，其特征在于，所述环结构件与衬底采用相同或者不同的材料制成。4.根据权利要求3所述的提高薄膜生长外延片均匀性的方法，其特征在于，所述环结构件的内径尺寸大于等于衬底的外径尺寸。2CN108441945A说明书1/3页一种提高薄膜生长外延片均匀性的方法技术领域[0001]本发明属于半导体技术领域，具体地说是一种采用环结构提高薄膜生长外延片均匀性的方法。背景技术[0002]氮化镓作为具有代表性的第三代宽带隙半导体，在照明、显示、紫外光固化、曝光以及杀菌消毒等应用领域都具有重要应用意义，包括蓝绿光波段的半导体激光器等，都具有潜在的应用价值，但是目前蓝光及绿光激光器以及相关光电子器件的性能都无法获得大幅提高，原因就在于缺少同质外延衬底。目前已有同质外延生长方法中，包括单晶生长、氨热法等众多技术，从现实的角度分析，氢化物气相外延（HVPE）材料生长法有望获得重要突破。[0003]化学气相沉积(CVD)是目前广泛应用于III-V族及II-VI化合物半导体薄膜材料的生长方法，目前广泛用于氮化镓基LED及LD量产生长的设备主要是基于MOCVD方法。CVD方法主要通过载气(H2、N2、Ar气)把金属有机源按照设计量精确引入反应室，均匀的在衬底表面反应，形成薄膜材料。衬底基板放置于石墨托盘、者石英托盘或者其它托盘上，在托盘的底部或者四周通过灯丝或者射频进行加热，加热温度为500~1200℃。石墨托盘由高纯石墨组成，并在表面包裹一定厚度及质量要求的SiC。加热单元在石墨托盘底部或者侧面。目前Aixtron公司及Veeco的MOCVD外延石墨盘都是用的带SiC涂层的石墨盘，这种结构设计的的缺点在于：衬底的外边缘会直接和石墨盘接触，由于不同材质及温度差异导致的边缘效应，会导致薄膜厚度边缘部分比中间厚度偏差大，厚度均匀性得不到保证，同时由于厚度差异带来的里外翘曲及温度差异，导致外延片中心波长比边缘短。边缘效应导致外延片均匀性不好。目前在生长8英寸硅外延片的时候，采用有衬底也是8英寸，即生长多大规格的外延片就采用同样规格大小的衬底，托盘的规格也根据衬底片的结构进行设计，同样存在边缘效应的问题。在改善生长外延片均匀性的问题时，普遍的做法都是在石墨盘上进行结构设计和改变。但对石墨盘进行结构性改变，会给后续使用带来一定的局限性，产品的验证周期很长，会大幅增加生产成本。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种提高薄膜生长外延片均匀性的方法，利用环结构件降低由于衬底与托盘的边界效应带来的不利影响，最终