【嘉勤點評】中微半導體發明的應用于MOCVD領域在基片上生長緩沖層的方案，在緩沖層生長過程中，邊緣區域多晶結構的緩沖層中出現的裂縫不會沿著晶格結構延伸到中區域單晶結構的緩沖層中，從而可以大幅提高半導體器件的生產效率。

LED芯片以及功率器件等半導體器件的制造過程中廣泛采用MOCVD工藝，如上圖，為MOCVD設備的結構示意圖，該設備的主體由反應腔體100構成，腔體內的底部設置有托盤110，托盤上放置有待加工的基片10。托盤下方通過一個驅動裝置驅動進行旋轉，同時下方設置有加熱器114，使得托盤可以加熱到需要的溫度。

用于形成LED器件的導體材料層通常由晶體的氮化鎵構成，但是現有技術常用的基片材料通常是有晶體氧化鋁(Al2O3)構成。兩者之間的晶體結構相差巨大，晶格不匹配，所以需要在基片上首先生長多層的緩沖層（通常是氮化鋁AlN）才能最終生長生產LED所需要的GaN材料層。但是在緩沖層厚度逐漸增長過程中，緩沖層內會產生很大的應力，AlN生長到一定厚度時就會產生裂紋。

如上圖，為利用儀器掃描基片上的AlN薄膜后顯示出的裂紋，其中的每一條線條均代表一條裂紋，如此多的裂紋導致上方的半導體結構無法進行有效生長，導致大量基片上的加工面積上生成的器件報廢。因此，為了改善LED器件生產質量和產量，中微半導體在2019年3月21日申請了一項名為“一種用于MOCVD的基片以及在基片上生長緩沖層的方法”的發明專利（申請號：201910217948.5），申請人為中微半導體設備（上海）股份有限公司。

根據該專利目前公開的相關技術資料，讓我們一起來看看這項技術方案吧。

如上圖，為該專利中發明的基片表面結構示意圖，基片10表面包括大面積的平滑區域用于生長AlN材料層，其中平滑區域的表面粗糙度小于1nm。同時在基片邊緣區域包括粗糙區域11，在粗糙區域中基片上表面的粗糙度使得該區域內無法有效的生長平滑的AlN晶體材料層，在粗糙區域中基片表面粗糙度遠大于中心平滑區域，可以達到5nm以上。

這樣的粗糙度使得AlN材料層只能在粗糙區域生長出多晶結構的氮化鋁材料層，無法形成單晶結構的緩沖層。同時，由于邊緣的粗糙區域中沒有單晶結構的材料層，所以邊緣區域即使存在少量裂紋也不會沿著多晶結構的復雜晶格組合向中心的平滑區域擴散形成長條的裂紋帶，只是在邊緣區域內極小面積內擴散。

利用這樣的方案，在邊緣的粗糙區域內雖然無法再利用來生長出上方的各種半導體器件結構，但是可以保證中心的平滑區域生產出高質量的器件，因此，仍然能取得遠比現有技術更高的生產效率。

如上圖，為該專利中展示的一種基片表面結構下，基片表面晶體生長過程，位于基片邊緣區域的粗糙區域為上圖所示的由基片10和固定在基片邊緣上一個輔助環14制成。其中基片外周緣包括一個下凹的臺階13，輔助環就設置在臺階上表面上，輔助環的上表面粗糙度遠大于基片中心上表面的粗糙度。

在基片和輔助環的組合被一起送入反應腔后，緩沖材料層(AlN)就會開始生長，直到緩沖層達到目標的厚度和晶體結構。這種方式雖然無法在后續的晶體生長過程中生長有效的半導體結構，但是能夠在后續緩沖層生長過程中避免產生裂紋。

以上就是中微半導體發明的應用于MOCVD領域在基片上生長緩沖層的方法，在該方案的緩沖層生長過程中，邊緣區域多晶結構的緩沖層中出現的裂縫不會沿著晶格結構延伸到中區域單晶結構的緩沖層中，從而可以大幅提高半導體器件的生產效率。

,木紋材質貼圖,uno 在線,王石的新老婆 http://www.cityruyi.com/lm-2/lm-4/26128.html