基于m面Al₂O₃衬底上半极性GaN的生长方法

摘要

本发明公开了一种基于m面Al 2O 3衬底上半极性GaN薄膜的生长方法，主要解决常规半极性材料生长中材料质量、表面形貌较差的问题。其生长步骤是：(1)将m面Al 2O 2衬底置于MOCVD反应室中，并向反应室通入氢气与氨气的混合气体，对衬底进行热处理；(2)在m面Al 2O 3衬底上生长厚度为20-200nm，温度为500-650℃的低温AlN层；(3)在所述低温AlN层之上生长厚度为50-200nm，温度为1000-1150℃的高温AlN层；(4)在所述高温AlN层之上生长厚度为50-500nm，温度为1000-1150℃的高温AlGaN层；(5)在所述高温AlGaN层之上生长高V-III比，厚度为50-1000nm，温度为1000-1150℃的半极性GaN层；(6)在所述高V-III比半极性GaN层之上生长低V-III比，厚度为1000-10000nm，温度为1000-1150℃的半极性GaN层。本发明具有工艺简单，低缺陷的优点，用于制作半极性GaN发光二极管和激光器。

主权项

一种基于m面Al2O3衬底的半极性GaN薄膜生长方法，包括如下步骤：将m面Al2O3衬底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或氢气与氨气的混合气体，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900‑1200℃，时间为5‑10min，反应室压力为20‑760Torr；在m面Al2O3衬底上生长厚度为20‑200nm，温度为500‑650℃的低温AlN层；在所述低温AlN层之上生长厚度为50‑200nm，温度为1000‑1150℃的高温AlN层；在所述高温AlN层之上生长厚度为50‑500nm，温度为1000‑1150℃的高温AlGaN层；在所述高温AlGaN层之上生长高V‑III比，厚度为50‑1000nm，温度为1000‑1150℃的高温半极性GaN层；在所述高V‑III比半极性GaN层之上生长低V‑III比，厚度为1000‑10000nm，温度为1000‑1150℃的高温半极性GaN层。