一种在蓝宝石衬底上生长自剥离氮化镓薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种在蓝宝石衬底上生长自剥离氮化镓薄膜的方法，利用MOCVD设备在r面蓝宝石衬底上以InGaN插入层和GaN低温缓冲层作为弱键合层生长a面氮化镓的自剥离薄膜，具体包括：取一蓝宝石衬底；在MOCVD设备中通入氨气，对蓝宝石衬底进行氮化，在其上生成一层氮化层；在MOCVD设备中利用载气通入铟源、镓源和氨气，使得在氮化层上得到InGaN层；在MOCVD设备中利用载气通入镓源和氨气，生长一层低温GaN缓冲层；在MOCVD设备中利用载气通入镓源和氨气，生长氮化镓外延层。本发明以InGaN插入层和低温GaN缓冲层做弱键合层，可以得到高结晶质量的自剥离GaN薄膜。

主权项

一种在蓝宝石衬底上生长自剥离氮化镓薄膜的方法，其特征在于，该方法利用MOCVD设备在r面蓝宝石衬底上以InGaN插入层和GaN低温缓冲层作为弱键合层生长a面氮化镓的自剥离薄膜，具体包括：步骤1：取一r面蓝宝石衬底；步骤2：在MOCVD设备中通入氨气，对蓝宝石衬底进行氮化，在其上生成一层氮化层；步骤3：在MOCVD设备中利用载气通入铟源、镓源和氨气，使得在氮化层上得到InGaN层；其中所述生长InGaN时，MOCVD设备中的生长温度设定为750℃，反应室压强控制在200Torr，铟源和镓源的载气流量分别设定为65SCCM和10SCCM，生长时间为12分钟；步骤4：在MOCVD设备中利用载气通入镓源和氨气，生长一层低温GaN缓冲层；其中所述生长低温GaN缓冲层时，MOCVD设备中的生长温度设定为550℃，反应室压强控制在200Torr，镓源的载气流量设定为20SCCM，生长时间为3分钟，然后升温到1100℃，并从升温时开始计时退火5分钟；步骤5：在MOCVD设备中利用载气通入镓源和氨气，生长氮化镓外延层，在氮化镓外延层生长完成后的降温过程中，得到自剥离的a面氮化镓薄膜；步骤5中所述生长氮化镓外延层时，MOCVD设备中的生长温度设定为1100℃，反应室压强控制在50Torr，镓源载气流量设定为20SCCM；所述生长氮化镓外延层的生长时间为60分钟；所述生长氮化镓外延层的厚度为1.2μm。