一种提高氮化镓基材料外延层质量的衬底处理方法

摘要

一种提高氮化镓基材料外延层质量的衬底处理方法，涉及一种通过对衬底材料表面图形化提高GaN基材料外延膜层质量的方法。在外延生长前，直接对Al₂O₃、Si、GaAs等衬底材料表面进行图形化：先沿一个晶向，按0.2～20μm宽度，0.2～2μm深度刻蚀相互平行的一组楔形沟槽，使衬底材料表面形成相互平行的条形图形；或在该衬底材料的另一晶向增加刻蚀另一组楔形沟槽，使衬底材料表面形成菱形或矩形图形。将清洗、干燥的图形化衬底转到外延设备中进行程序化GaN膜层外延生长。本发明工艺简单、成本仅为ELOG的一半、全面提高了外延膜层的完整性、使外延层的位错密度降低到10⁶cm²数量级。本发明可广泛用于任何衬底材料和外延膜层材料晶格明显不匹配情况下的高质量膜层外延生长。

主权项

1.一种提高氮化镓基材料外延层质量的衬底处理方法，其特征在于：首先确定衬底材料的晶体结构方向；然后在衬底材料表面，沿一个晶体学方向，按0.2～20μm等周期宽度，刻蚀一组深度为0.2～2μm、相互平行的楔形沟槽，使衬底材料表面形成具有相互平行的条形图形；或进一步在该衬底材料上的另一晶体学方向刻蚀第二组楔形沟槽，两组楔形沟槽相互交叉，使衬底材料表面形成菱形或矩形图形；图形化的衬底材料经清洗、干燥后转到外延设备中进行GaN膜层外延生长。