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1、10申请公布号CN104103720A43申请公布日20141015CN104103720A21申请号201410354965022申请日20140724H01L33/00201001H01L33/10201001H01L33/3220100171申请人安徽三安光电有限公司地址241000安徽省芜湖市经济技术开发区东梁路8号72发明人谢翔麟徐志波李政鸿林兓兓卓昌正张家宏54发明名称一种氮化物半导体的制备方法57摘要本发明提出了一种氮化物半导体的制备方法，通过在PVD法ALN薄膜层与CVD法氮化镓系列层之间沉积一CVD法ALXINYGA1XYN材料层，利用该材料层可减小ALN薄膜层与氮化镓系列层。
2、之间的应力作用，改善发光二极管的整体质量，从而最终改善发光效率。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104103720ACN104103720A1/1页21一种氮化物半导体的制备方法，包括以下步骤步骤一提供一衬底，利用物理气相沉积法（PVD法）在所述衬底上沉积一ALN层，形成第一缓冲层；步骤二在所述ALN层上利用化学气相沉积法（CVD）沉积一ALXINYGA1XYN（0X1，0Y1）层，形成第二缓冲层；所述第二缓冲层与所述第一缓冲层组合构成底层；步骤三在所述底层上利用化学气相沉积法沉积N。
3、型氮化镓层、发光层和P型氮化镓层。2根据权利要求1所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述第二步骤与第三步骤沉积方式相同，均为金属有机化学气相沉积（MOCVD）法。3根据权利要求1所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述形成的第一缓冲层的厚度范围为5埃350埃。4根据权利要求1所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述形成的第二缓冲层的厚度范围为5埃1500埃。5根据权利要求1所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述第二缓冲层的生长温度范围为4001150。6根据权利要求1所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述步骤三中形成的N型氮化镓层为N型掺杂氮化镓层或无掺杂氮化镓层与N。
4、型氮化镓层之组合层。7根据权利要求1所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述形成的底层为无掺杂或掺杂有N型或P型杂质。8根据权利要求7所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述N型杂质为硅或锡。9根据权利要求7所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述P型杂质为锌或镁或钙或钡的其中一种。10根据权利要求7所述的氮化物半导体的制备方法，其特征在于所述N型或P型杂质的浓度范围为10171020/CM3。权利要求书CN104103720A1/3页3一种氮化物半导体的制备方法技术领域0001本发明涉及发光二极管制备技术领域，特别涉及一种氮化物半导体的制备方法。背景技术0002物理气相沉积PHY。
5、SICALVAPORDEPOSITION，PVD技术是指在真空条件下，采用物理方法，将材料源固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积方法主要包括真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等；其不仅可以沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等；该技术工艺过程简单，对环境污染小，原材料消耗少，且成膜均匀致密，与基板的结合力强。0003鉴于PVD法的以上优势，在发光二极管LIGHTEMITTINGDIODE，LED研究快速发展的情况下，该法也被广泛应用与发光二极。
6、管的制备中。美国专利文献US2013/0285065揭示了利用PVD法形成的ALN薄膜层表面平整，其粗糙度小于1NM；晶格质量较优，其002半峰宽小于200；后在此薄膜层上利用化学气相沉积法（CVD法）再沉积N型层、发光层和P型层等氮化物层。而在实际制备中，后续利用化学气相沉积法沉积的晶体层与前述PVD法的生长腔室环境差异加大，且材料组成为GAN系，其与ALN薄膜层的晶格失配较大，因而造成PVD法ALN薄膜层与CVD法氮化物层之间存在较大应力，从而易导致发光二极管质量变差，发光效率降低。发明内容0004针对上述问题，本发明提出了一种氮化物半导体的制备方法，通过在PVD法ALN薄膜层与CVD法氮。
7、化物层之间沉积一CVD法ALXINYGA1XYN材料层，利用该材料层可减小ALN薄膜层与氮化物层之间的应力作用，改善发光二极管的整体质量，从而最终改善发光效率。0005本发明解决上述问题的技术方案为一种氮化物半导体的制备方法，包括以下步骤步骤一提供一衬底，利用物理气相沉积法（PVD法）在所述衬底上沉积一ALN层，形成第一缓冲层；步骤二在所述ALN层上利用化学气相沉积法（CVD）沉积一ALXINYGA1XYN（0X1，0Y1）层，形成第二缓冲层；所述第二缓冲层与所述第一缓冲层组合构成底层；步骤三在所述氮化物底层上利用CVD法沉积N型氮化镓层、发光层和P型氮化镓系层；该CVD法形成的ALXINYG。
8、A1XYN材料组成的第二缓冲层与所述ALN材料组成的第一缓冲层均为含铝材料层，故其材料系数相近，晶格失配较小；且因第二缓冲层的沉积方式与第三步骤沉积层的沉积方式相同，可优选金属有机化学气相沉积（MOCVD）法，因而可减小步骤一与步骤三之间的材料应力，从而改善底层的晶格层质量，改善整体外延结构质量。0006优选的，所述形成的第一缓冲层的厚度范围为5埃350埃。0007优选的，所述形成的第二缓冲层的厚度范围为5埃1500埃。说明书CN104103720A2/3页40008优选的，所述形成的第二缓冲层的生长温度范围为4001150。0009优选的，所述步骤三形成的N型氮化镓层为N型掺杂氮化镓层或无掺。
9、杂氮化镓层与N型氮化镓层之组合层。0010优选的，所述形成的底层为无掺杂或掺杂有N型或P型杂质。0011优选的，所述N型杂质为硅或锡的其中一种。0012优选的，所述P型杂质为锌、镁、钙、钡的其中一种。0013优选的，所述N型或P型杂质的浓度范围为10171020/CM3。0014优选的，所述第一缓冲层在PVD腔室中沉积形成；所述第二缓冲层在MOCVD腔室中沉积形成。0015本发明至少具有以下有益效果本发明方法中，该MOCVD法形成的ALXINYGA1XYN材料组成的第二缓冲层与所述ALN材料组成的第一缓冲层晶格失配小，且其沉积腔室环境与所述第三步骤沉积层生长环境一致，因而可减小步骤一与步骤三之。
10、间的材料应力，改善整体外延结构质量。附图说明0016附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。0017图12为本发明之实施例的发光二极管结构示意图。0018图3为本发明之一种氮化物半导体的制备方法流程图。0019图中1衬底；2底层；21第一缓冲层；22第二缓冲层；3N型氮化镓层；31无掺杂氮化镓层；32N型掺杂氮化镓层；4发光层；5P型氮化镓系层。具体实施方式0020下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。0021实施例1请参看附图13，一种氮化物半导体的制备方。
11、法，包括以下步骤步骤一提供衬底1，衬底可为蓝宝石衬底或硅衬底，也可以是图形化衬底，将其置于物理气相沉积腔室中，利用物理气相沉积法（PVD法）在衬底1上沉积厚度为5埃350埃的ALN层，形成第一缓冲层21；步骤二将沉积有第一缓冲层21的衬底置于化学气相沉积（CVD）腔室中，利用CVD法沉积一厚度范围为5埃1500埃ALXINYGA1XYN（0X1，0Y1）层，调节AL组分，使其晶格常数介于ALN层与氮化镓系列层之间，形成第二缓冲层22，生长温度范围为4001150；第二缓冲层22与所述第一缓冲层21组合形成底层2；步骤三继续在步骤二的CVD腔室中，调节温度、气流等生长参数，在底层2上利用CVD法。
12、沉积N型氮化镓层3、发光层4和P型氮化镓系层5。其中，N型氮化镓层3依次为无掺杂氮化镓层31和N型掺杂氮化镓层32组合层；此外N型氮化镓层3亦可直接为N型掺杂氮化镓层32（如图2所示）。0022在本实施例中，利用PVD法沉积第一缓冲层后，如直接进行步骤三在CVD腔室中说明书CN104103720A3/3页5沉积N型氮化镓层3、发光层4和P型氮化物层5时，由于PVD腔室沉积环境与CVD腔室沉积环境差异较大，其沉积的薄膜晶体状态有较大差异，且ALN层材料与后续氮化物层材料晶格系数有较大差异，从而易造成底层2与后续氮化镓系列层3之间存在一定应力，进而影响发光二极管的整体质量和性能。而当插入ALXIN。
13、YGA1XYN材料的第二缓冲层22时，因ALXINYGA1XYN材料与ALN及氮化镓系层之间材料晶格系数差异缩小，晶格匹配度增加，且该层与后续层均在CVD腔室中沉积，沉积方式差异较小，因此可减小N型氮化镓层3及后续层与ALN层之间的应力，改善整体晶体质量。0023实施例2本实施例与实施例1的区别在于底层2中包含的第一缓冲层和第二缓冲层可掺杂有N型杂质，优选硅杂质，掺杂浓度为10171020/CM3左右。0024实施例3本实施例与实施例1的区别在于底层2中包含的第一缓冲层和第二缓冲层可掺杂有P型杂质，优选镁杂质，掺杂浓度为10171020/CM3左右。0025应当理解的是，上述具体实施方案为本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。说明书CN104103720A1/1页6图1图2图3说明书附图CN104103720A。