基于γ面LiAlO₂衬底上非极性m面GaN的MOCVD生长方法

摘要

本发明公开了一种基于γ面LiAlO2衬底的非极性m面GaN薄膜的生长方法，主要解决常规非极性m面GaN材料质量较差的问题。其工艺步骤是：(1)将γ面LiAlO2衬底置于MOCVD反应室中，对衬底进行热处理；(2)在γ面LiAlO2衬底上生长厚度为30-100nm，温度为500-600℃的低温AlN成核层；(3)在所述低温AlN成核层之上生长厚度为60-200nm，温度为900-1050℃的高温AlN层；(4)在所述高温AlN层之上生长厚度为1000-5000nm，温度为900-1050℃的m面GaN缓冲层；(5)将经过上述生长过程后的衬底基片从反应室取出，在熔融KOH溶液中进行1-5分钟腐蚀，形成横向外延区；(6)将经过腐蚀的基片置于MOCVD反应室中，二次生长厚度为2000-5000nm，温度为1000-1100℃的非极性m面GaN外延层。本发明具有低缺陷、表面平整的优点，可用于制作m面GaN基发光二极管。

主权项

一种基于γ面LiAlO2衬底非极性m面GaN薄膜的MOCVD生长方法，包括如下步骤：(1)将γ面LiAlO2衬底基片置于金属有机物化学气相淀积MOCVD反应室中，并向反应室通入氢气，对衬底基片进行热处理，反应室的真空度小于2×10‑2Torr，衬底加热温度为800‑1000℃，时间为3‑5min，反应室压力为10‑700Torr；(2)在热处理后的γ面LiAlO2衬底基片上生长厚度为30‑100nm，温度为500‑600℃的低温AlN成核层；(3)在所述低温AlN成核层上生长厚度为60‑200nm，温度为900‑1050℃的高温AlN层；(4)在所述高温AlN层上生长厚度为1000‑5000nm，温度为900‑1050℃的高温非极性m面GaN缓冲层；(5)将经过上述生长过程后的衬底基片从反应室取出，在熔融KOH溶液中进行1‑5分钟腐蚀，形成横向外延区；(6)把经过腐蚀的衬底基片置于MOCVD反应室中，在横向外延区继续生长厚度为2000‑5000nm，温度为1000‑1100℃的非极性m面GaN外延层。