外延生长的基本原理

发布网友发布时间：2023-05-25 00:07

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外延生长的基本原理是，在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有蓝宝石和SiC，Si）上，气态物质In,Ga,Al,P有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。

补充资料：

半导体外延生长厚度是500-800微米。通过气相外延沉积的方法在衬底上进行长晶，与最下面的衬底结晶面整齐排列进行生长，新生长的单晶层称为外延层，长了外延片的衬底称为外延片。作为衬底的硅片根据尺寸不同，厚度一般在500-800微米，常用的外延层厚度为2-100微米。

低压外延生长是指在一定的条件下，经过仔细制备的单晶衬底上沿着原来的结晶方向生长的一层导电类型，电阻率，厚度和晶格结构，完整性等都符合要求的新单晶层的工业过程。

蓝宝石上两步法生长GaN：

1）高温衬底清洗：

在1000℃左右的高温下，将氢气通入反应室，能去除蓝宝石衬底表面的污染物，并在衬底表面形成台阶结构，提高GaN的结晶质量。

2）衬底表面氮化：

生长GaN成核前，在低温或高温下预先将NH3通入，令蓝宝石衬底表面氮化，有利于形成成核中心，增加GaN成核层和衬底的粘附，提高GaN的表面形貌，但是长时间的氮化则会导致氮化层由多晶转变成单晶，从而形成密度较高的表面凸状结构。

3）成核层生长，厚度10~100nm：

常用的成核层是低温500~650S℃ GaN或低温AlN。低温生长的成核层表面连续而且比较光滑，但是缺陷多。以2D层状模式生长。