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公开(公告)号：CN101962804B
公开(公告)日：2012-05-02
申请号：CN201010527353.9
申请日：2010-10-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于外延材料应力控制的GaN厚膜自分离方法。本发明包括如下步骤：对衬底材料进行预处理；在衬底上生长外延材料，工艺条件渐变调制，实现外延材料的应力逐渐集中到预定自分离的位置；在外延材料的厚度达到预定自分离的位置时，工艺条件跃变调制，实现应力在该预定位置的跃变；再次工艺条件渐变调制，实现外延材料的应力随厚度增加而逐渐释放，也即实现应力逆向集中于预定位置；外延生长结束，并逐渐降温，以使得预定自分离位置两侧的应力差进一步放大，从而实现单晶厚膜在预定位置的自分离。本发明在保证外延材料质量的基础上，能有效控制外延材料中应力的整体分布，良好地实现外延材料的自分离。
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公开(公告)号：CN105374677B
公开(公告)日：2018-05-22
申请号：CN201410421647.1
申请日：2014-08-25
Applicant: 东莞市中镓半导体科技有限公司 , 北京大学
IPC: H01L21/335 , H01L21/205 , C23C16/26 , C30B25/04
Abstract: 本发明提供一种在大尺寸Si衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)的方法，尤其涉及一种采用碳纳米管作为周期性介质掩膜，采用选区外延（SAG）方法制备无龟裂、高晶体质量的AlGaN/GaN HEMT器件方法。在Si衬底上采用金属有机化学气相外延技术生长AlN成核层和AlGaN籽晶层；然后采用低压化学气相沉积法（LPCVD），生长排列整齐的多层碳纳米管，通过生长和编织，最终形成连续的碳纳米管薄膜；在此基础上采用选区外延（SAG）方法，利用GaN在介质掩膜和衬底上生长的选择性，把GaN外延层限制在没有介质掩膜的区域中生长，形成分立的窗口，从而释放整个外延层中的张应力；采用多周期Al组分渐变的Aly1Ga1‑y1N/GaN超晶格或AlN/Aly1Ga1‑y1N/GaN超晶格作为应力调控层，获得无龟裂、高晶体质量的GaN外延层。在此基础上制备AlGaN/GaN HEMT器件。
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公开(公告)号：CN105609402B
公开(公告)日：2018-03-27
申请号：CN201410686083.4
申请日：2014-11-25
Applicant: 东莞市中镓半导体科技有限公司 , 北京大学
IPC: H01L21/02
Abstract: 本发明提供一种在Si衬底上采用碳纳米管作为周期性介质掩膜制备低位错密度GaN薄膜的方法：使用三甲基镓(TMGa)、三甲基铝(TMAl)作为III族源，氨气(NH3)作为V族源，硅烷(SiH4)作为n型掺杂源，在Si衬底上先生长高温AlN成核层后，在其上面制备两层或三层或四层单向(交叉)碳纳米管周期性介质掩膜图形化AlN/Si衬底层；其后，采用选区外延方法，在该图形化AlN/Si衬底模板上生长低Al组分的AlxGa1‑xN合并层(0.3～0.5微米厚，Al组分x≤0.25)；然后，分别生长四层GaN，在其两GaN层间插入三层其Al组分y随层次增加而递减的低温AlyGa1‑yN应力调控层(1≥y≥0.5)；从而获得低位错密度、无裂纹、高晶体质量的GaN/Si薄膜(2微米厚，其(002)面半峰宽为500aresec、(102)面半峰宽为610aresec)。
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公开(公告)号：CN105702826A
公开(公告)日：2016-06-22
申请号：CN201410687721.4
申请日：2014-11-25
Applicant: 东莞市中镓半导体科技有限公司 , 北京大学
Abstract: 本发明提供一种在Si衬底上制备无裂纹GaN薄膜的方法。先在Si衬底上采用金属有机化学气相外延技术生长高温AlN成核层；然后，依次生长三层其Al组分梯度渐变的应力调控层：第一层为5个周期(30nm)AlxGa1-xN/(30nm)Al0.5Ga0.5N应力调控层(其中Al组分x从100％变化到50％，插入层厚度0.3微米)；第二层为4个周期(25nm)AlyGa1-yN/(25nm)Al0.2Ga0.8N应力调控层(其中Al组分y从50％变化到20％，插入层总厚度0.2微米)；第三层为3个周期(20nm)AlzGa1-zN/(20nm)GaN应力调控层(其中Al组分z从20％变化到零，插入层厚度0.12微米)；在此基础上，生长GaN层(薄膜厚1-1.5微米)；最终，得到无裂纹、高品质的Si衬底GaN薄膜，可供制备AlGaN/GaN HEMT器件等。
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公开(公告)号：CN105374677A
公开(公告)日：2016-03-02
申请号：CN201410421647.1
申请日：2014-08-25
Applicant: 东莞市中镓半导体科技有限公司 , 北京大学
IPC: H01L21/335 , H01L21/205 , C23C16/26 , C30B25/04
Abstract: 本发明提供一种在大尺寸Si衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)的方法，尤其涉及一种采用炭纳米管作为周期性介质掩膜，采用选区外延(SAG)方法制备无龟裂、高晶体质量的AlGaN/GaN HEMT器件方法。在Si衬底上采用金属有机化学气相外延技术生长AlN成核层和AlGaN籽晶层；然后采用低压化学气相沉积法(LPCVD)，生长排列整齐的多层碳纳米管，通过生长和编织，最终形成连续的碳纳米管薄膜；在此基础上采用选区外延(SAG)方法，利用GaN在介质掩膜和衬底上生长的选择性，把GaN外延层限制在没有隐蔽膜的区域中生长，形成分立的窗口，从而释放整个外延层中的张应力；采用多周期Al组分渐变的Aly1Ga1-y1N/GaN超晶格或AlN/Aly1Ga1-y1N/GaN超晶格作为应力调控层，获得无龟裂、高晶体质量的GaN外延层。在此基础上制备AlGaN/GaN HEMT器件。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104637795A
公开(公告)日：2015-05-20
申请号：CN201510050080.6
申请日：2015-01-30
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/205 , C30B25/02 , C23C16/34
Abstract: 本发明公开了一种硅衬底上III族氮化物外延薄膜的选区生长方法及结构。本发明采用了碳纳米管阵列作为微米/纳米复合尺寸掩膜，可直接得到高质量的III族氮化物外延薄膜，在较小厚度内得到表面光亮，且高质量、低应力的III族氮化物外延薄膜；碳纳米管掩膜的制备具有工艺简单，成本低廉、环保、化学性质稳定、耐高温以及表面洁净度高等优点；还具有图形的尺寸、形状均灵活且精确可控的优点；还可以在外延薄膜中多次插入碳纳米管掩膜，以形成周期性碳纳米管掩膜结构，进一步提高III族氮化物外延薄膜的晶体质量，并且由于碳纳米管具有热导率高和电导率高等特点，因此对后续制得的微电子或光电子器件而言，可以起到散热及电流扩展等作用。
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公开(公告)号：CN104538521A
公开(公告)日：2015-04-22
申请号：CN201410836533.3
申请日：2014-12-29
Applicant: 北京大学
CPC classification number: H01L33/12 , H01L33/007 , H01L33/06 , H01L33/145 , H01L33/32
Abstract: 本发明公开了一种高亮度近紫外发光二极管及其制备方法，属于半导体光电子技术领域。该LED结构结构从下向上依次为：图形化蓝宝石衬底、低温GaN成核层、高温非掺杂GaN缓冲层、n型GaN层、n-Inx1Ga1-x1N/Aly1Ga1-y1N量子阱结构的应力释放层、低温n-Aly1Ga1-y1N电流扩展层、InxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱发光层、p-Aly2Inx2Ga1-x2-y2N电子阻挡层、高温p型GaN层和p型InGaN接触层。本发明通过优化n型应力释放层和n型电流扩展层，可改善近紫外LED电流扩展效果，进而有效提高近紫外LED的发光效率。
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公开(公告)号：CN101962803B
公开(公告)日：2012-08-29
申请号：CN201010526918.1
申请日：2010-10-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开一种高质量单晶厚膜材料的异质外延生长方法。该方法包括如下步骤：对衬底进行预处理；第一阶段，实现应力有效释放的渐变调制——工艺参数从高质量生长条件渐变到应力释放生长条件；第二阶段，实现外延材料质量提高的渐变调制——工艺参数从应力释放条件渐变到高质量生长条件；以周期调制的方式连续重复第一阶段和第二阶段；生长材料达到预定厚度时停止生长；以及将材料的生长效果作为反馈，调整质量调制幅度参数，确定下次材料的生长条件。本发明解决了材料异质外延的两个主要问题，兼顾了材料质量的提高和应力的有效释放，并引入了控制参数质量调制幅度，实现对质量和应力的有效控制，能够良好地实现高质量单晶厚膜材料的异质外延。
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公开(公告)号：CN101962804A
公开(公告)日：2011-02-02
申请号：CN201010527353.9
申请日：2010-10-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于外延材料应力控制的GaN厚膜自分离方法。本发明包括如下步骤：对衬底材料进行预处理；在衬底上生长外延材料，工艺条件渐变调制，实现外延材料的应力逐渐集中到预定自分离的位置；在外延材料的厚度达到预定自分离的位置时，工艺条件跃变调制，实现应力在该预定位置的跃变；再次工艺条件渐变调制，实现外延材料的应力随厚度增加而逐渐释放，也即实现应力逆向集中于预定位置；外延生长结束，并逐渐降温，以使得预定自分离位置两侧的应力差进一步放大，从而实现单晶厚膜在预定位置的自分离。本发明在保证外延材料质量的基础上，能有效控制外延材料中应力的整体分布，良好地实现外延材料的自分离。
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公开(公告)号：CN105449051B
公开(公告)日：2018-03-27
申请号：CN201410421676.8
申请日：2014-08-25
Applicant: 东莞市中镓半导体科技有限公司 , 北京大学
Abstract: 发明提供一种采用MOCVD技术在GaN衬底或GaN/Al2O3复合衬底上制备具有新型空穴扩展层结构的同质LED的方法。具体方案:在InGaN/GaN多量子阱有源层和p‑GaN层之间，优化设计其中Al组分、In组分以及p型掺杂浓度随生长厚度或周期增加而梯度变化的空穴扩展层：如组分及掺杂渐变的单层p‑AlInGaN空穴扩展层；或多周期组分及掺杂渐变p‑AlInGaN/AlGaN超晶格结构空穴扩展层；或多周期组分及掺杂渐变p‑InGaN/GaN/AlGaN超晶格结构空穴扩展层；或多周期组分及掺杂渐变p‑AlInGaN/InGaN/AlGaN超晶格结构空穴扩展层；通过优化生长所述空穴扩展层的方法，改善LED电流扩展效果，有效提高同质LED发光效率。本发明看好其应用前景。
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