TW201115629A - Doping method - Google Patents
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201115629 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係大體關於有機金屬化合物的領域。本發明特 別係關於使用某些有機金屬化合物作為半導體薄膜之摻雜 劑(dopant)。 【先前技術】 化合物半導體薄膜,例如第nI-V族半導體薄膜,為 電子工業所習知且特別有用於發光裝置(1 ight emitting devices) ’ 例如發光二極體(1 ight emitting diodes,LED) 者。第111族氮化物具有能帶間隙能量(bandgap energy) 使其特別適用於LED。在此等第III族氮化物中,以氮化 鎵(GaN)特別適合用於led。 通常化合物半導體薄膜係使用氣相沉積技術成長於 基板上,例如化學氣相沉積(CVD)。在此等技術中,係將來 源物(s 〇 u r c e )之呈氣相(或蒸氣相)的反應物(或前驅物)輸 送至内含基板的沉積反應器内。金屬有機化學氣相沉積 (“M0CVD”)係利用於高溫,亦即,室溫以上,且在常壓或 減壓下,分解有機金屬前驅物化合物而沉積金屬層之技術。 摻雜劑為典型添加至化合物半導體薄膜中,特別當化 合物半導體薄膜用於發光装置時。此等摻雜劑係影響化合 物半導體薄膜的導電度(electrical c〇nductivity)。於第 III知氮化物中’石夕與鎂分別為傳統作為N型及p型之摻 n每鎂係取代氮化鎵(GaN)晶格中的蘇。 業上的(勢為採用“較軟(softer),,的摻雜劑,例 3 94914 201115629 如鍺,代替矽’矽為“硬質(hard)”摻雜卞, ^雜劑。舉例言之, 美國專利第7, 488, 971號(Kobayakawa耸jt、』 #丄 寺人)揭示含有氮化 鎵的發光裝置’其+氮化鎵層係摻雜鍺。在此專利中,錯 摻雜劑之來源為魏、四甲基叙四乙_ 鍺源在其使用上有明顯缺失。錯烧有毒且出現明顯的處理 問題,而四甲基鍺及四乙基鍺作為摻雜劑在使用上會導致 於第111私氮化物薄膜中之顯著的碳併入。此碳併入不利 於第III族氮化物薄膜的性能。高度碳併入可使得此薄膜 絕緣且對上述薄膜之發光性能有不利的影響。業界習知於 M0CVD所沉積之薄膜中的碳併入通常可藉由在高於前驅物 之分解溫度之溫度下進行沉積而減少。然而,在如是高溫 下使用四曱基鍺或四乙基鍺摻雜氮化鎵薄膜卻無法減少碳 的併入。故對於可用於使用鍺來摻雜第ΠΙ_ν族化合物半 導體並提供減少之碳併入的適當前驅物仍有持續的需求。 【發明内容】 本發明提供一種於基板上沉積第ΠΙ_ν族化合物半導 體薄膜之方法,該方法包含下述步驟:8)於沉積室中提供 基板,b)輸送氣相第πια族金屬化合物至該沉積室;c) 輸送氣相第VA族化合物至該沉積室;d)輸送氣相之具有 式RxGeHy之鍺摻雜劑化合物至該沉積室e)於沉積室内分解 该第IIIA族金屬化合物、第VA族化合物及該鍺摻雜劑化 合物,以及於該基板上沉積摻雜有鍺之第III-V族化合 物半導體_ ;其中各R係獨立地選自(C3-W分支鏈烧 基(C3 C0環狀院基、(Cs-C2。)環戊二稀基及NfR2 ;其中 4 94914 201115629 R1及R2係獨立地選自氫及(Ct-CO烷基;x為從1至4的整 數:y為從0至3的整數,且x+y=4。 【實施方式】 如本文所使用者,下列縮寫具有下述意義,除非文中 另有清楚指明:°C =攝氏度;mo 1 =莫耳;b. ρ.=沸點;eq.=當 量;g=公克;公升;ca.=約;cm=公分;nm=奈米;A = 埃;seem =標準立方公分/分鐘;M=莫耳濃度及;mL=毫升。 除非另行註明,否則全部的量皆為重量百分比且全部比例 皆為莫耳比。全部的值範圍皆為包含上下限值且可以任何 順序組合,除了其中顯然此等數值範圍受限於加總至多 100%。冠詞“一(a)”及”一(an)”係指單數及複數。 除另行指定之某些烧基(例如“分支鏈烧基”)外, “烷基” 一詞包含直鏈、分支鏈及環狀烷基。同樣地,“烯 基”及“炔基”分別包含直鏈、分支鏈及環狀之烯基及炔 基。「鹵素」係指氟、氣、溴及蛾,而「鹵基(ha 1 〇)」係指 氟基、氯基、溴基及碘基。各個烷基可視需要地具有一個 或多個其之氫經取代基置換,該取代基例如但不限於, (Ci_Cg)烧基、(C2-C6)稀基、(Ci-Ce)烧氧基及鹵基。如在本 文中使用,“CVD”係意欲包含所有形式之化學氣相沉積例 如M0CVD、金屬有機氣相磊晶(M0VPE)、有機金屬氣相磊晶 (0MVPE)、有機金屬化學氣相沉積(0MCVD)及遠距電漿化學 氣相沉積(remote plasma chemical vapor deposition, RPCVD)。 有廣泛多種的第IIIA族金屬化合物可用於本發明 94914 201115629 中。特別合適者為具有式之第ΠΙΑ族金屬化合物, 其中Μ為第ΙΠΑ族金屬且每一 R3獨立地為(Ci_C|())有機基 團或氫。R3較佳為氫或(G-Cb)烷基且更佳為氫或(Ci_Ce;) 烷基。於此化合物中,R3基可為相同或相異,亦即,此化 合物可分別為同配位(homoiephc)化合物或異配位基 (heteroleptic)化合物。當R3為氫時,該第ΙΠΑ族化合 物可為純淨無鹼的金屬氫化物(a neat base_free metai hydride)或其三級胺加成物。μ較佳為硼、鋁、鎵或銦, 且更佳為鋁、鎵或銦。合適的R3基包括烷基、烯基、炔基 及务基。δ亥R基可視需要地經一個或多個具有Nr,r”式 子的二烷基胺基所取代’其,及R,,係獨立地為(Ci_C4) 烷基。“經取代”係意指該有機基團的一個或多個氫為二 烷基胺基所置換。R3較佳為氫或(Ci_Ci<))烷基且更佳為氫或 (Ci-G)烷基。較佳者,該第IIIA族金屬化合物具有式R3逼, 其令每個R3獨立地為(Μ)絲且M為選自銦、錄及紹。 例示性R3基包括,但不限於,甲基、乙基、正丙基、異丙 基、正丁基、異丁基、第三丁基、異戊基及新戊基。於本 發明中可使用單一種第ΠΙΑ族金屬化合物或第ΙΠΑ族金 屬化合物的混合物。 # 例示的第IIΙΑ族金屬化合物包括,但不限於,三甲 基銦、三乙基銦、三-正丙基銦、三_異丙基銦、二甲基異 丙基姻、二甲基乙基姻、二甲基第三丁基銦、甲基_二_第 三丁基麵、曱基-二-異丙基銦、烯丙基二甲基姻、甲基二 烯丙基銦、三甲基鎵、三乙基鎵、三-異丙基鎵、三—ί三 94914 6 201115629 丁基鎵、二甲基-異丙基鎵、二乙基第三丁基鎵、烯丙基二 曱基鎵、甲基-二-異丙基鎵、二曱基第三丁基鎵、二甲基 新戊基鎵、曱基乙基異丙基鎵、三曱基鋁、三乙基叙、三 正丙基鋁、三異丙基鋁、三第三丁基鋁、二曱基異丙基鋁、 二曱基乙基鋁、二曱基第三丁基鋁、甲基—二-第三丁基鋁、 曱基-二-異丙基鋁、烯丙基二曱基鋁、甲基二烯丙基鋁、 以及第IIIA族金屬氫化物之三級胺加成物。例示性之第 IIIA族金屬氫化物之三級胺加成物包括但不限於:三甲胺 紹烧加成物、甲基°比p各铭烧加成物、二甲基乙胺紹燒加成 物、四曱基胍鎵烷加成物、哏啶鎵烷加成物、曱基吡咯銦 烧加成物(methylpyrrol idine indane adduct)及四甲基乙 二胺鋁烷加成物。 本發明第IIIA族金屬化合物通常為商業上可取得者 或可藉由技術領域中所述方法製備者,例如參閱美國專利 第 5’ 756, 786 號、第 6, 680, 397 號及第 6, 770, 769 號。此 等化合物可就此使用或者可以在使用之前進一步純化。 有多種第VA族化合物適用於本發明中。例示性第VA 族化合物包括’但不限於Mv,其中每個X獨立地選自氣、 鹵素、(CA)烧基、(Cl_Ce)烧氧基及芳基;『為第 金屬。第VA族金屬〇〇包括氮、罐、録及石申。較佳者,^ 為氮、填或石申及更佳為氮或填。特別適合用於本發明之第 Μ族化合物包括氨、膦、胂及滕,且較佳為氨、膦及肿。 乳為特別適合。聯胺亦為合適的第VA族化合物。 VA族化合物通常為商業上可取得者且可就此使用或者可 94914 7 201115629 以在使用之前進一步純化。於本發明中可使用單一種第VA 族化合物或第VA族化合物的混合物。 本發明中有用之鍺摻雜劑化合物具有式RxGeHy ;其中 每個R係獨立地選自(C3_C7)分支鏈炫基、(C3-C7)環狀烧 基、dC2。)環戊二稀基及NfR2 ; R1及R2係獨立地選自氣 及(Ci-Cg)烧基;X為從1至4的整數:y為從〇至3的整 數,且x+y=4。較佳地,R係選自(Cs-C?)分支鏈烷基及(C3_C7) 環狀炫基’且更佳為(C4_C5)分支鏈烧基。較佳地,r為(c3_c7) 分支鏈烧基且y為1至3 ’更佳地,R為(C4_Cs)分支鏈烧 基且y為1至2,另一較佳地,R為(c^c:5)分支鏈烷基且y 為1。R及R較佳係選自氫及(C1-C3)烧基,且更佳為氫及 (Ci-G)烧基。較佳者’ X為1至3的整數,且更佳為!至 2。最佳者為χ=1且y=3。 R的例示性(C3_C7)分支鍵院基及(CrC7)環狀院基包 括,但不限於,異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基、 新戊基、環丙基、環戊基、曱基環戊基、二甲基環戊基、 環己基及曱基環己基。較佳者,R係選自異丙基、異丁基、 第一丁基、第二丁基及新戊基,且更佳地,β為異丁基、 第二丁基及第三丁基。例示(C5_C2Q)環戊二烯基包括,但 不限於,環戊二烯基、甲基_環戊二烯基、乙基—環戊二烯 基異丙基戊一稀基、雙甲基-環戊二烯、雙乙基-環戊 —烯基、雙異丙基-環戊二烯基、三曱基_環戊二烯基)、三 乙基-環戊二烯基、三異丙基_環戊二烯基、四甲基_環戊二 稀基、四乙基-環戊二婦基、四異丙基一環戊二稀基、五曱 8 94914 201115629 基-環戊二稀基、五乙基-環戊二稀基、及五異丙基_環戊二 烯基。R的典型NfR2基包括’但不限於,曱基胺基、乙基 胺基、異丙基胺基、第三丁基胺基、二曱基胺基、二乙基 胺基、二異丙基胺基及乙基曱基胺基。 剷述R、R及R之烧基及環戊二稀基之任一者可視需 要地經以一或多個胺基(nr4r5 )取代,其中R5獨立地 選自Η及(G-C6)烷基。「經取代」一詞表示於烷基上之一 或多個氫經一或多個NR4R5基團置換。例示性之經nr4r5基 團取代之烷基包括,但不限制於二曱基胺基-曱基 ((CH3)2N-CH2-)、二曱基胺基-乙基((CH3)2N_C2H4_)、二乙基 胺基-乙基((C2H5)2N-C2H4-)、二甲基胺基-丙基 ((CH3)2N-C3H6-)及二乙基胺基-丙基((C2H5)2N_C3h6_)。 例示性錯摻雜劑化合物包括,但不限制於異丙基鍺 烧、一異丙基鍺烧、三異丙基鍺烧、四異丙基錯燒、第三 丁基鍺烧、一第二丁基鍺烧、三第三丁基鍺烧、四第三丁 基鍺烷、異丁基鍺烷、二異丁基鍺烷、三異丁基鍺烷、四 異丁基鍺烷'異丙基環戊基鍺烷、異丁基環戊基鍺烷、環 丙基鍺烷、環戊基鍺烷、二環戊基鍺烷、(曱基環戊基)鍺 烷、(二甲基環戊基)鍺烷、環己基鍺烷、曱基環戊二烯基 鍺烧、乙基環戊二烯基錯烧、異丙基環戊二稀基鍺烧、五 曱基-環戊二烯基錯烧、五乙基-環戊二烯基鍺烧、異丙基 (曱基%戊一稀基)錄烧、異丙基(二曱基胺基)鍺烧、二異 丙基(二曱基胺基)鍺烷、異丙基雙(二曱基胺基)鍺烷、第 二丁基(二曱基胺基)鍺烧、二-第三丁基(二甲基胺基)錯 94914 9 201115629 烷、第三丁基-雙(二曱基胺基)鍺烷、環戊基(二曱基胺基) 鍺烷、環戊基(二曱基胺基)鍺烷、二乙基胺基鍺烷、第三 丁基(二曱基胺基)鍺烷、環戊基(二甲基胺基)鍺烷 '環戊 基-雙(二曱基胺基)鍺烷、環戊基(二乙基胺基)鍺烷、環戊 基雙(二乙基胺基)鍺烷、二-異丙基-雙(二乙基胺基)鍺 烷、(二曱基胺基)鍺烷、雙(二甲基胺基)鍺烷、參(二曱基 胺基)鍺烷、第三丁基(二甲基胺基)鍺烷及二-異丙基(二曱 基胺基)錯烧。 上述錯掺雜劑化合物可經由多種程序製備。典型地, 此鍺摻雜劑化合物之製備係始於式GeY4化合物,其中,γ 為反應性基團例如鹵素、乙酸根或(CrCd烧氧基,而以齒 素為最典型。如本文所用,反應性基團為附接至金屬且於 隨後反應中被置換或交換之任何基團。舉例而言,經二烧 基胺基取代之鍺化合物可經由呈液體或氣體形式之二烷基 胺與具有一或多個反應性基團之鍺化合物反應而製備;更 典型係經由二烷基胺基鋰反應劑與該鍺化合物反應而製 備。分支鏈院基鍺化合物及環狀烷基鍺化合物可使用格林 納(Grignard)反應或有機鋰反應而製備。環戊二烯基鍺化 合物及院基環戊二烯基鍺化合物可使用具有特定金屬鹵化 物及環戊二烯單體之格林納反應或有機鋰反應與而製備。 另一具體實施例中,具有兩個或更多個反應性基團之化合 物可於一容器内’與兩種不同鋰反應劑反應。不同鋰反應 劑可為兩種不同有機鋰反應劑、兩種不同二烷基胺基鋰反 應劑、或有機裡反應劑與二烷基胺基鋰反應劑之混合物。 10 94914 201115629 於此種反應,不同鋰反應劑可同時或逐步添加至反應。分 支鏈烷基鍺化合物及環狀烷基鍺化合物可經由使用適當經 取代之紹化合物進行轉烧化(transalky lat ion)反應而製 備。適合用於製備本發明鍺摻雜劑化合物的程序係揭示於 美國專利第 7,413,776(Shenai-Khatkhate 等人)。 含有一或多個Ge-H鍵之鍺摻雜劑化合物可藉由鹵化 鍺(germanium halide)的反應製備。通常此反應係於如上 述般已脫氧之乾燥(dried)的有機溶劑中進行。美國專利第 7’ 413, 776(Shenai-Khatkhate等人)揭示用於製備此鍺摻 雜劑化合物之合適程序。
於上述錯摻雜劑化合物中存在某些雜質㈤㈣⑹) 可能不利於第III-V族化合物半導體薄骐的性能。舉例而 了身即用以作為第㈣族化合物半導體之石夕可為錯 :::之雜質:若石夕存在時’其將與所沉積薄膜之摻雜中 t鍺競筆’而導致薄膜中的錯濃度低於所需。因此本 摻雜劑化合物較佳實質上不含矽。“實質上不人” Y 示錯摻雜㈣合物含有低於hGppm一詞表 PPm,更佳為低於0.25_。本案錯推雜劑化-、一= 為實質上不含_他_雜f,= 不含鋅及紹。特別地,本案錯摻雜劑化 較佳 矽、鋅及鋁,且較佳不含此等雜質。在另」貫質上不含 案錯摻雜劑的化合物具有「5個9 f施例中,本 %。更典塑地,此化合物具有「6」:_w 2 99.9999%。 」純度,亦即純度 94914 201115629 任何適當的沉積方法皆可用於沉積(或成長)本發明 之第III-V族化合物半導體薄膜。合適的沉積方法包括 M0CVD、氫化物氣相磊晶(HVPE)及分子束磊晶(MBE)。從薄 膜厚度的可控制性及量產性的觀點考量,較佳採用M0CVD。 當使用M0UVD呀 ____________ … (Γ^ 氣體(carrier gas)。於氮化鎵(GaN)的製法中,典型使用 二曱基鎵或三乙基鎵作為鎵之來源化合物;典型使用三甲 基鋁或三乙基鋁作為鋁之來源;典型使用三甲基銦或三乙 基銦作為銦之來源;且典型使用氨或聯氨作為氮之來源。 化學氣相沉積製程中,係將第ΠΙΑ族金屬化合物、 第VA族化合物及鍺摻雜劑化合物以氣相輸送至内含某板 之反應室(反應器)内。—旦進人反應器後,彼等化3人土反 熱解離⑽ermaUy dissoclate)且於基板上沉: 雜有鍺的第III-V族化合物半導體薄膜。 斤奴之払 本發明提供-種於基板上沉積第ΠΙ 體薄膜之方法,該方法包含下述步驟:a)心導 基板,b版氣相之第IIIA族金屬化合物至該^中k供 :达氣相之第VA族化合物至該沉積 :積室’C) 繼Hy的錯摻雜劑化合 ,相之具有 該第mA族金屬化合物 L積至e)h積室内分解 合物;以纟f)於該其板 知化合物及該諸摻雜劑化 物半導體薄各之第叫族化合 基卬獨立地選自(C3-C〇分 基、(C3 C7)衣狀燒基及NR,R2; 支鏈烷 氫及(C「W烷基; 4 ' 一立地選自 至4的整數:y為從0 13的 Q4Q14 12 201115629
’ GaAs單晶;A1N單晶;GaN單晶;及硼化物
入"匕積反應$中。合適的基板可以任何適當的材料製成 晶;SiC單晶;GaAs單晶;ain
日曰。較佳基板為藍寶石單晶及SiC單晶。 B-奶、第VA族化合物及鍺摻雜 劑化合物可為固體、液體或氣體。提供上述第Η ια族金屬 化合物、第VA族化合物及鍺摻雜劑化合物於合適的輸送裝 置。任何此等化合物可於單—輸送裝置巾結合並自其提 供’限制條件為此等化合物係可相容。典型地,每個第丨丨ια 族金屬化合物、第VA族化合物及鍺摻關化合物係經由分 開的輸送裝置所提供。每個輸送I置與沉積反應器間呈流 體相通。隨後將各化合物由其各別的輸送裝置輸送至沉積 反應室内以提供蒸氣相之第ΙΙΙΑ族金屬化合物、第㈣ 化合物及鍺摻雜劑化合物。可以理解的是為了提供一種以 上的蒸氣相第11ΙΑ族金屬化合物,可使用—個以上含有第 IIΙΑ族金屬化合物之蒸氣輸送|置。同理,為了提供一種 以上的蒸氣相第VA族化合物或鍺摻雜劑化合物,可使用一 個以上含有第IV族化合物或鍺彳參雜劑化合物之蒸氣輸送 裝置。此外’亦可於成長初始或進行過程中使用意圖含有 的雜質(例如表面活性劑)以控制所產生薄膜之結晶度的形 94914 13 201115629 成。可使用策略性的添加物及表面活性劑,以控制結構(例 如:立方體或六方體)、成長均勻性及/或摻雜劑之併入。 在化合物半導體中,原子堆疊的次序(當原子比例保持不變 時,各原子是如何相對於彼此放置)可能有所差異,因而影 響所產生晶體的物理、電子及光學性能。本發明可使用如 美國專利第7, 390, 360(Shenai-Khatkhate等人)概述之策 略性的添加物及組成物。 起泡器(也稱為鋼瓶(cylinder))為典型用來將蒸氣 ^之本發明來源化合物(第ΙΠΑ族金屬化合物、第VA族化 °物及錯摻雜劑化合物)提供纽積反應ϋ之輸送裝置。此 種起泡II典型含有填充埠口、氣體人口及連接至沉積室之 出口。其載運氣體典型雜由氣體“進人起泡器,並夹 帶或拾取前驅物蒸氣。所夾帶的或所攜帶的蒸氣隨後經由 该出口離開起泡H,並輸送至沉積^可使用多種載運氣 體諸如氫、氦、氮、氬、及其混合物。 依據所使用之特定沉積裝置而定,可使用廣泛多種的 起泡器。當特定來源化合物為固體時,可使用美國專利案 第 6’ 444, 038 號(Rangarajan 等人)及第 6, 6〇7, 785 號 (Ti_ons等人)所揭示之起泡器及其它設計之起泡器。就 液態來源化合物而言,可使用美國專利案第4,5〇6,815號 (Melas等人)及第5, 755, 885號(Mlk〇shiba等人)所揭示之 起泡器及其它液體前驅物起泡器。來源化合物係於起泡器 中維持液體或固體。固體來源化合物典型係經氣化或昇 華,然後再轉運至沉積室。 94914 201115629 於習知CVD製程中,供給液體來源化合物之起泡器及 某些供給固體來源化合物之起泡器將含有連接至氣體入口 的沉浸管。一般而言,載運氣體被導入來源化合物(也稱作 前驅物)的表面下方,並向上行進通過該來源化合物至來源 化合物上方的頂部空間,而於載流氣體中夾帶或攜帶來源 化合物蒸氣。 在另一實施例中,本案來源化合物之任一者可與有機 /谷劑組合而用於直接液體注射製程中。任何可溶解該特定 來源化合物且對該特定來源化合物具有適當惰性,以及匹 配該特定來源化合物的蒸氣壓、熱穩定性、和極性之任何 有機溶劑都可以採用。例示性有機溶劑包括,但不限於, 脂族烴類、芳族烴類、直鏈絲苯、鹵化烴類、魏化煙 類、醇類、醚類、聚醚類(glymes)、二醇類、醛類、酮類、 m酸類、續酸類、齡類、醋類、胺類、烧基猜、硫鱗類、 硫胺類、氰酸醋類、異氰酸醋類、硫氰酸醋類、石夕油類、 硝基院、烧基硝’酸酿類、及彼等的混合物。適當的溶劑包 括四氫咬嚼、二甘二甲喊、乙酸正丁醋、辛院、2_甲氧基 ^基乙酸醋、乳酸乙m嗜烧(1,4-di〇xane)、乙婦基 甲基石夕炫"比咬、1,3, 5一三甲苯(mesitylene)、甲笨和 二甲苯。也可以使用有機溶劑的混合物。在用於直接液體 射製私中時’來源化合物的濃度典型地係在〇. 至1.5 範圍内且更典型地為〇. 01至ο. 15M。該來源化合物/ ^機溶劑組成物可為溶液、漿液或分散液之形式。包括本 表明來源化合物和有機溶劍的組成物適合用於採用直接液 949 J 4 15 201115629 體庄射的氣相沉積製程中。適合的直接液體注射製程為在 美國專利申。月案第2006/0110930號(Senzaki)中所述者。 沉積反應器,包含腔室,該腔室典型為經加熱之容 器’於其内部係放置至少一個基板,且可能為多個基板。 沉積腔室有出口,該出口典型係連接至真空幫浦,俾將副 產物抽出腔室並於適當時提供減壓。M〇CVD可於壓力範圍 從 40 帕(Pa)至 101. 324 千帕(kPa)(〇. 3 托(Torr)至 760
Torr)的大氣壓或減壓下進行。沉積腔室係維持於夠高之溫 度以誘導來源化合物分解。典型沉積腔室溫度係由15〇£>c 至600 C,更典型為i5〇°c至400°C,選用之確切溫度係經 最適化以提供有效沉積。視需要,若基板係維持於高溫或 若其它能量諸如電漿係藉射頻能源所產生,則可降低沉積 腔室内的整體溫度。 /儿積I程可視需求持續進行以生產具有所需性質之 摻雜有鍺的第III-V族化合物半導體薄膜。典型地,當沉 積製程停止時’薄膜厚度將從10至幾千埃或更厚。可摻雜 本發明之鍺之例示性第111-V族化合物半導體薄膜包括
AlSb、AlAs、AIN、A1P、BN、BP、BAs、GaSb、GaAs、GaN、 GaP、InSb、InAs、InN、InP、AhGanAs、InxGa】-xAs、InGaP、 AlInAs、AllnSb、GaAsN、GaAsP、AlGaN、AlGaP、InGaN、 InGaAs 、 InGaP 、 InAsSb 、 InGaSb 、 AlInGaN 、 AlGalnAs 、 AlGalnP、InAlGaP、InGaAlP、AlInGaP、AlGaAsP、InGaAsP、 AlInAsP'AlGaAsN、InGaAsN、InAlAsN、GaAsSbN、GaInNAsSb 及GalnAsSbP。較佳者,此第in-v族化合物半導體薄膜 16 94914 201115629 為第III族氮化物薄膜。較佳的第III族氮化物薄膜包括 A1N' BN、GaN、InN、GaAsN、AlGaN、AlGaN、InGaN、A1 InGaN、 AlGaAsN、InGaAsN、InAlAsN、GaAsSbN 及 GalnNAsSb,較 佳為 GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN、AlGaAsN、InGaAsN、 GaAsSbN及GalnNAsSb,且甚至更佳為GaN。 當本方法用於摻雜氮化物系化合物半導體 (nitride-based compound semiconductors)B夺,可使用各 式氮化物系化合物半導體,例如通式AlxGavInzNi-AMA (0SXS1、(^YSl、02ZS1且X+Y+Z=l ;符號Μ代表除氮以外 之第VA族元素;0<Α<1)所表示者。較佳者,此氮化物系 化合物半導體為通式AlxGavInzNi-ΑΜΑ所表示之氮化鎵系化 合物半導體(gallium nitride-based compound semiconductor),其中 0SXS1、、0SZ21 且 X+Y+Z=l ; 符號M代表除氮以外之第VA族元素且0“<1。 氮化物系化合物半導體可包含一個以上第III族金 屬,且若需要的話,除了包含鍺,也可包含鍺以外之摻雜 劑。此等額外之摻雜劑包括,但不限於S i、Mg ' Ca、、 Be、P、As及B。再者,於某些情況下,此氮化物系化合物 半導體不僅包含有意添加的元素,且依據薄膜形成條件 等、以及原料和反應管材料中所含的微量雜質亦不可避& 地含有雜質。 本發明所製備之第ιπ-ν族化合物半導體薄膜可由底 層(under layer)、N 型接觸層(n-contact layer)及 披覆層(n-clad layer)所組成。N型接觸層亦可具有底為 201115629 及/或N型披覆層功能。 在一實施例中’底層可由AlxGai_xN層(〇红q、較佳 〇Sx^).5,且更佳0^^01)所組成。底層厚度較佳為〇工 微米或更厚,更佳為〇·5微米或更厚,且最佳為i微米或 更厚。藉由具有1微米或更厚之薄膜,使得AHN層可 輕易地獲得優良結晶度。 曰雖然就維持優良結晶度而言,底層較佳為未摻雜(摻雜 置<1χ1017/立方公分(cm3)),然底層可能摻雜範圍由 1x10 /cm3 至 lxi〇19/cm3 之 n 型雜質(鍺)。 底層之成長溫度較佳為800^:至12〇〇°c,且更佳調整為 l〇〇〇°C至1200t。若於此溫度範圍内成長,底層可輕易地 獲得優良的結晶度。此外,M〇CVD成長爐之内壓較佳調整 為 15 至 40kPa。 _ N型接觸層係由第III-V族層所組成,較佳為第m 族氮化物層,且更佳為AlxGai χΝ層、較佳〇^^〇. 5、 且更佳OSx^). 1),其組成與底層相似。就維持與負電極間 之優良歐母賊、避免破肢雖持優良結晶度考量,~型 接觸層係摻雜本發明之鍺(Ν型雜質),且包含1χ1〇Π/(^3 至1x10 /cm3濃度的鍺,且較佳為lxl〇i8/cm3至1χ1〇19/^3 濃度的鍺。 構成N型接觸層的本發明之第ΠΙ族氮化物基化合物 半導體較佳具有與底層之第Iu族氮化物基化合物半導體 相同組成。此等層總薄膜厚度較佳設定於範圍1至2〇微 米’更佳為2至15微米,且最佳為3至12微米。若N型 94914 201115629 接觸層與底層之總薄膜厚度在此範圍内,可使得半導體保 持優良的結晶度。N型披覆層較佳提供於n型接觸層與發 光層之間。藉由提供N型披覆層,發生於n型接觸層最外 表面的非平坦部可被填補。N型披覆層可由、GaN、 GalnN或上述任何第in族氮化物薄膜之任一者所形成。 此外,N型披覆層也可採用具有異質接合(heter〇juncti〇n) 之超晶格(superlattice)結構或此等結構之多重層合物。 當N型披覆層為GalnN時,不需說明即可知其能帶間隙係 如所欲般大於發光層之Ga I nN的能帶間隙。 N型披覆層的厚度並無特別限制,然,其厚度較佳在 0· 005至0. 5微米範圍内,且更佳為〇. 〇〇5至〇.丨微米。 此外,N型披覆層之鍺摻雜劑濃度較佳在lxl〇1Vcm3 至lxl02Vcm3範圍内,且更佳為lxl0〗8/cm3至lxl〇19/cm3。 就優良結晶度之維持及發光裝置之操作電壓的降低之考量 而言,鍺摻雜劑濃度較佳於此範圍内。 實施例1 摻雜有鍺之GaN層的沉積係於大氣壓力下操作且在專 用於GaN的沉積之合適的冷牆、垂直、且經感應加熱 (inductively heated)的MOCVD反應器内進行。在具有2〇〇 微米厚度的(〇〇〇1)藍寶石基板上藉由標準M〇CVD技術於 1050至1080°C沉積出具有2微米厚度的摻雜有鍺之GaN 層。5亥藍寶石基板係在事前藉由去油污及在: H3p〇4 (3 . 1的比例)酸溶液中浸洗而化學處理過。鎵來源為三甲 基鎵(TMG)。使用氨(第V族化合物)氣體作為氮來源。鍺摻 94914 19 201115629 雜劑為異丁基鍺烷。載運氣體稀釋劑為氮氣與氫氣的5〇 : 50混合物,係在大約15至3公升/分鐘的流速下使用。 該TMG經置入於起泡器内,且以1〇至15微莫耳/分鐘的所 有鎵速率配合氫氣泡通過起泡器使用。氨係經通過分開的 管線以1至2公升/分鐘的流速導入。異丁基鍺烷係經通過 分開的管線以適當的流速導入。讓該等反應物在經加熱的 藍寶石基板上於106(TC分解。在完成摻雜有鍺之氮化鎵層 的沉積後,使該層於約1〇8〇。(:的溫度下退火。如此獲得^ 經摻雜之GaN層預期具有ixi〇17/cm3或更高的鍺濃度,且 與使用四甲基鍺烷摻雜的相應GaN薄膜相比之下本例具有 較少的碳濃度。 ^ 實施例2 重複實施例1,不同處在於鎵來源為三乙基鎵且鍺摻 雜劑之化合物為第二丁基錄烧。如此獲得之已摻雜之GaN 層預期具有lxl〇17/cm3或更高的鍺濃度且與使用四曱基鍺 烧摻雜的相應GaN薄膜相比之下,本例具有較少的碳濃度。 實施例3
重複實施例1的程序,不同處在於摻雜有錯之AlGaN 薄膜係使用三甲基鋁、TMG及氨製備,並以異丁基鍺烷作 為鍺摻雜劑化合物。 實施例4 重複實施例1的程序,不同處在於使用下面的反應物 及條件以及適當的標準M0CVD _成長技術。在每一樣品 中,使用適當的基板,例如,氮化鎵薄膜使用藍寶石,石申 94914 20 201115629 化鎵薄膜使用砷化鎵,以及含銦薄膜使用磷化銦。使用氫 氣作為載運氣體。對於每一樣品、特定的來源化合物、所 產生之第III-V族化合物半導體薄膜以及所使用之特定的 鍺摻雜劑係顯示於下表。 21 94914 201115629 樣品 Ge 摻雜劑 第IIIA族化合物/ 第V族化合物 半導體 薄膜 預計成長 溫度 (°C) 4A IBGe TMG/AsHs GaAs 650 4B IBGe TMG/NH3 GaN 1050 4C IBGe TEG/DMHy GaN 1040 4D TBGe TMG/NHa GaN 1010 4E IBIPGe TMG/PHs GaP 650 4F IPGe TMA/EDMIn/TMG/PHa AlInGaP 700 4G TBGe TEA1/TMG/AsH3 AlGaAs 720 4H EMATBGe TMI/AsH3 InAs 600 41 DIBGe TMG/MEAs GaAs 650 4J IPGe TMI/BPE InP 600 4K TBGe TMG/AsH3/PH3 GaAsP 700 4L TIBGe TMA/TMG/TMSb AlGaSb 600 4M EMAIBGe TMG/PHa/TESb GaPSb 625 4N DIPGe TMI/TMG/TIPSb InGaSb 620 40 CpIBGe TEG/AsHa/TMSb GaAsSb 600 4P IBGe TMA/TEIn/TMG/PH3 AlInGaP 650 4Q TIPGe TMA/TMG/AsH3 AlGaAs 725 4R DMAIPGe DIPMeln/TBA InAs 600 4S DIBGe TEIn/TBP InP 600 4T TBGe TMA/TMI/MIPAs A1InAs 620 4U DIPGe TIPIn/TBP InP 600 4V TIPGe TMG/NH3 GaN 1050 4W IBGe TMA/TEG/NHa AlGaN 1020 4X DEAIPGe TMA/DIPMeIn/PH3 AllnP 625 4Y TIBGe TEG/NH3 GaN 1050 4Z EMAIBGe TMA/TMI/TEG/BPE AlInGaP 650 4AA DIBGe DIPMeln/TESb InSb 425 4BB DTBGe TMA/TMG/DMHy AlGaN 1040 4CC DMATBGe TEAl/TEIn/TEG/PH3 AlInGaP 700 4DD DMATBGe TEG/NHs GaN 1050 4EE IBGe TEG/TMSb GaSb 620 22 94914 201115629 4FF DMAIBGe TMG/TMI/AsHb GalnAs 600 4GG MCpIBGe TEAl/AsHa AlAs 725 4HH IBIPGe TMG/NHa GaN 1050 411 TIBGe TEG/DMHy GaN 1020 4JJ DIBGe TMG/AsHa GaAs 650 4KK IBTBGe TMA/TEG/AsHa AlGaAs 700 4LL TIBGe TMI/TEG/NHa InGaN 1010 4MM DMATBGe TMA/TMI/TEG/NHs AlInGaN 950 4NN IBGe TEG/TIPSb GaSb 620 400 DMAIBGe TMA/TMI/AsH3 A1 InAs 625 4PP DTBGe TEG/NHa GaN 1025 4QQ DIBGe TMA/TMI/TEG/PH3 A1InGaP 700 4RR DTBGe TEG/TESb/TBP GaSbP 620 4SS DIPGe TMA/TEG/PHa AlGaP 700 4TT IBTBGe TMG/NHs GaN 1040 4UU EMAIBGe TEG/AsH3/NH3 GaAsN 950 4VV DEATBGe DIPMeln/TEG/NHa InGaN 950 4WW TBIPGe TMG/NHa GaN 1050 4XX DIBGe TMA/TMG/AsHa AlGaAs 725 4YY TIBGe TMI/MEAs InAs 600 4ZZ CpIBGe TMI/PHa InP 600 4AAA EMAIBGe EDMIn/PHs InP 650 4BBB DIBGe DIPMeln/TESb InSb 450 4CCC DMAIPGe TEG/TMI/PHa GalnP 625 4DDD EMATBGe TMA/TMI/TEG/TBP A1InGaP 700 4EEE DEAIPGe TMG/NH3 GaN 1000 4FFF TIBGe TIPAl/AsHa AlAs 725 4GGG TTBGe TMA/TMI/TEG/NHa AlInGaN 950 4HHH IBEGe TMG/NH3 GaN 1050 4III DIBGe TEG/MEAs/BPE GaAsP 650 4JJJ DEAIBGe TEA1/TMG/TBP AlGaP 700 於上面的表格中,化合物及配位基使用下列的縮寫: 23 94914 201115629 BPE=乙二膦、DIPMeIn=二-異丙基甲基銦、DMHy=非對稱二 曱基聯fee、EDMIn=乙基二甲基銦、MEAs=單乙基胂、MIPAs= 單異丙基胂、MPA=曱基吡咯酮鋁烷(methyl pyrrolidone alane)、TBA=第三丁基胂、ΤΒΡ=第三丁基膦、ΤΕΑ1=三乙基 鋁、TEG=三乙基鎵、ΤΕΙη=三乙基銦、TESb=三乙基月弟、 TIPA1 =三-異丙基鋁、TIPIn=三-異丙基銦、TIPSb=三-異丙 基月弟、TMA=三曱基鋁、TMG=三曱基鎵、TMI =三曱基銦、TMSb= 三甲基I弟、IBGe=異丁基鍺烷、DIBGe=二異丁基鍺烷、 TIBGe-二異丁基錯烧、lBIPGe=異丁基(異丙基)錯烧、 IBTBEGe=異丁基(第三丁基)鍺烷、j)MAIBGe=二曱基胺基-異丁基鍺烷、DEAIBGe=二乙基胺基-異丁基鍺烷、EMAIBGe= 乙基甲基胺基-異丁基鍺烷、TBGe=第三丁基鍺烷、DTBGe= 一-第二丁基錯烧、TTBGe=三-第三丁基錯烧、DMATBGe=二 曱基胺基-第三丁基鍺烷、DEATBGe=二乙基胺基-第三丁基 錯烧、EMATBGe=乙基曱基胺基-第三丁基錯烧、lPGe =異丙 基鍺烷、DIPGe=二異丙基鍺烷、TIPGe=三異丙基鍺烷、 IPMGe=異丙基曱基鍺烷、IPEGe=異丙基乙基鍺烷、DMAIPGe= 二甲基胺基-異丙基鍺烷、DEAIPGe=二乙基胺基-異丙基鍺 烷、EMAIPGe=乙基曱基胺基-異丙基鍺烷、CpIBGe=環戊二 烯基-異丁基緒烧、MCpIBGe=甲基環戊二稀基-異丁基緒 烷、IBTBGe=異丁基-第三丁基鍺烷、TBIPGe=第三丁基-異 丙基鍺烷及EMATBGe=乙基曱基胺基-第三丁基鍺烷。 【圖式簡單說明】無 【主要元件符號說明】無 24 94914
Claims (1)
- 201115629 七、申請專利範圍: 1·齡基板上沉積第ίΠ_ν族化合物半導體薄膜之方 法’該方法包含下述步驟:a)於沉積室中提供基板;b) 輸送氣相第IIIA族金屬化合物至該沉積室;c)輸送氣 相第VA族化合物至該沉積室;d)輸送氣相之具有式 獅之鍺摻雜劑化合物至該沉積室e)於該沉積室内 分解該第ΠΙΑ族金屬化合物、第VA族化合物及該錯推 雜劑化合物;以及〇於該基板上沉積摻雜有錯之第 IU-V族化合物半導體薄膜;其中各R係獨立地選自 %-⑴分支鏈烷基、(C3_C7)環狀烧基、(Cs_c2。)環戊二 烯基及NR R,其中R及R2係獨立地選自氣及烧 基;X為從1至4的整數:y為從0至3的整數,且的=4。 2. 如申請專利範圍第!項所述之方法,其中該第叫族 ^屬化合物具有式,其中M為第ΙΠΑ族金屬,各 R3獨立地為(c丨-c丨。)有機基團或氫。 3. 如申請專利範圍帛i項所述之方法,其中U(c3_c7) 分支鏈烷基且y = l至3。 4·如申請專利範圍第i項所述之方法,其中該錯摻雜劑係 選自異丁基鍺烷及第三丁基鍺烷。 5. 如申請專利範圍第!項所述之方法,其中該第μ族化 合物具有式ΧΙ',其中每個X係獨立地選自氣、齒素、 (CrCe)炫基、(Cl —C0炫氧基及芳基;且Μ',為第VA族 屬。 、 6. 如申請專利範㈣丨項所述之方法,其中該摻雜有錯之 94914 25 201115629 第ΙΙΙ-V族化合物半導體薄膜具有lxl017/cm3至 lxl02°/cm3之鍺濃度。 26 94914 201115629 四、指定代表圖:本案無圖式 (一) 本案指定代表圖為:第()圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 五、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: 本案無代表化學式 2 94914
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Families Citing this family (9)
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WO2011094391A1 (en) | 2010-01-27 | 2011-08-04 | Yale University | Conductivity based selective etch for gan devices and applications thereof |
WO2014004261A1 (en) | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Yale University | Lateral electrochemical etching of iii-nitride materials for microfabrication |
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US11018231B2 (en) | 2014-12-01 | 2021-05-25 | Yale University | Method to make buried, highly conductive p-type III-nitride layers |
US10554017B2 (en) | 2015-05-19 | 2020-02-04 | Yale University | Method and device concerning III-nitride edge emitting laser diode of high confinement factor with lattice matched cladding layer |
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US10879420B2 (en) | 2018-07-09 | 2020-12-29 | University Of Iowa Research Foundation | Cascaded superlattice LED system |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6956127B2 (en) * | 2002-01-17 | 2005-10-18 | Shipley Company, L.L.C. | Alkyl group VA metal compounds |
JP4954448B2 (ja) * | 2003-04-05 | 2012-06-13 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. | 有機金属化合物 |
JP4714422B2 (ja) * | 2003-04-05 | 2011-06-29 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. | ゲルマニウムを含有するフィルムを堆積させる方法、及び蒸気送達装置 |
JP4689969B2 (ja) * | 2003-04-05 | 2011-06-01 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. | Iva族およびvia族化合物の調製 |
KR100884288B1 (ko) * | 2003-10-02 | 2009-02-18 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 질화물 반도체, 질화물 반도체를 이용한 발광 소자, 발광다이오드, 레이저 소자 및 램프, 및 그 제조 방법 |
EP1568716A1 (en) * | 2004-02-24 | 2005-08-31 | Stichting Dutch Polymer Institute | Catalyst system comprising magnesium halide |
US7456445B2 (en) * | 2004-05-24 | 2008-11-25 | Showa Denko K.K. | Group III nitride semiconductor light emitting device |
TW200619222A (en) * | 2004-09-02 | 2006-06-16 | Rohm & Haas Elect Mat | Method for making organometallic compounds |
US7390360B2 (en) * | 2004-10-05 | 2008-06-24 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Organometallic compounds |
EP1869717B1 (en) * | 2005-04-07 | 2017-01-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Production method of group iii nitride semioconductor element |
GB2432364B (en) * | 2005-11-18 | 2009-11-11 | Rohm & Haas Elect Mat | Organometallic compound purification |
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JP2010506001A (ja) * | 2006-10-06 | 2010-02-25 | コヴィオ インコーポレイテッド | シリコンポリマー、シリコン化合物の重合方法、及びそのようなシリコンポリマーから薄膜を形成する方法 |
US8283201B2 (en) * | 2008-06-05 | 2012-10-09 | American Air Liquide, Inc. | Preparation of lanthanide-containing precursors and deposition of lanthanide-containing films |
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