一种高晶体质量高阻GaN外延层的生长方法

摘要

本发明涉及一种生长高晶体质量高阻GaN外延层的方法。本发明通过在蓝宝石衬底上预沉积低温AlN并退火处理(简称为“AlN预处理”)，降低GaN中氧杂质的浓度，减少需要被补偿的背景电子浓度，因此仅需在GaN外延层中引入较少的刃型位错来补偿即可获得高阻GaN外延层。采用该方法制备的高阻GaN外延层材料的电阻率常温下远大于107Ω.cm，3μm×3μm区域表面粗糙度(RMS)达0.2-0.3nm，表面平整；其X射线衍射ω扫描(102)摇摆曲线半高宽可控制到约600arc sec，较常规刃型位错补偿高阻GaN中位错密度低40-50％；该高阻GaN生长工艺重复性极好，符合工业应用要求。本发明方法简单易行，且对MOCVD系统不会造成任何污染。

主权项

一种高阻GaN外延层的生长方法，其特征在于，在蓝宝石衬底上生长GaN低温成核层前，增加AlN的预沉积和退火过程，包括以下步骤：1)衬底烘烤；2)低温沉积AlN并退火；3)低温沉积GaN并退火；4)GaN高温外延生长；所述步骤2)的低温AlN的生长温度为520‑750℃，压力30‑100Torr；退火温度为1090‑1150℃，退火时间为50‑1200秒；所述步骤2)的AlN层的厚度为5‑40nm；所述步骤3)低温沉积GaN的温度为530‑560℃，厚度为15‑25nm，退火温度为1050‑1070℃，退火时间为50‑140秒。