基于c面Al₂O₃衬底上极性c面GaN薄膜的MOCVD生长方法

摘要

本发明公开了一种基于c面A12O3衬底的极性c面GaN薄膜的生长方法，主要解决常规极性c面GaN材料生长中质量较差，应力大的问题。其生长步骤是：(1)将c面Al2O2衬底置于MOCVD反应室中，对衬底进行热处理；(2)在c面Al2O3衬底上生长厚度为100-300nm，温度为700℃的无应力AlInN成核层；(3)在所述低温无应力AlInN层之上生长厚度为1000-2000nm，温度为950-1100℃的GaN层；(4)在所述GaN层之上生长1-10nm的第一层TiN层；(5)在所述第一层TiN层之上生长厚度为2000-5000nm，温度为950-1100℃的极性c面GaN层；(6)在所述极性c面GaN层之上生长厚度1-10nm的第二层TiN层；(7)在所述第二层TiN层之上生长厚度为2000-5000nm，温度为950-1100℃的极性c面GaN层。本发明具有低缺陷，应力小的优点，可用于制作极性c面GaN发光二极管及晶体管。

主权项

1.一种基于c面Al₂O₃衬底的极性c面GaN薄膜的MOCVD生长方法，包括如下步骤：(1)将c面Al₂O₂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；(2)在热处理后的c面Al₂O₃衬底上生长厚度为100-300nm，温度为700℃的无应力AlInN成核层；(3)在所述的AlInN层之上生长厚度为1000-2000nm，镓源流量为5-100μmol/min，氨气流量为2000-5000sccm的c面低V-III比GaN层；(4)在所述的c面低V-III比GaN层之上生长1-10nm厚的Ti金属层，并对该Ti金属层进行氮化形成第一层TiN层；(5)在第一层TiN层之上生长厚度为2000-5000nm，镓源流量为5-100μmol/min，氨气流量为3000-10000sccm的高V-III比c面GaN层；(6)在所述的c面高V-III比GaN层上生长1-10nm厚的Ti金属层，并对该Ti金属层进行氮化形成第二层TiN层；(7)在第二层TiN层之上生长厚度为2000-5000nm，镓源流量为5-100μmol/min，氨气流量为3000-10000sccm的高V-III比c面GaN层。