基于MOCVD高/低温调制生长AlN模板材料方法

摘要

宽禁带半导体紫外光电器件和功率半导体器件的发展对AlN材料和高Al组分AlGaN材料有着迫切的需求.由于缺乏大尺寸AlN同质衬底,基于异质外延生长的AlN模板材料成为了宽禁带半导体器件制造的最佳选择.但是,由于Al原子表面迁移能力较差,AlN外延材料表面易呈现岛状生长模式,导致AlN模板材料的晶体质量和表面质量较差,严重影响了宽禁带半导体器件的实用化进程.基于自主研制的高温MOCVD设备,采用多周期高/低温调制生长技术,制备出了厚度达2μm的AlN模板材料.测试结果显示:(002)和(102)X-ray摇摆曲线半高宽分别为71arcsec和632arcsec,表面粗糙度RMS(5μm×5μm)达0.39 nm,101.6 mm晶圆膜厚均匀性为2.13％.研究表明基于国产装备生长的AlN模板材料具备较为优异的质量,可为我国新一代半导体产业发展提供有力的支撑.