射频等离子体分子束外延生长氮化镓的双缓冲层工艺

摘要

本发明涉及射频等离子体分子束外延生长GaN的双缓冲层工艺，属于晶体外延生长领域。其特征在于：(1)经Ga原子清洗及氮化处理的蓝宝石衬底温度降低至450℃～550℃范围；(2)开启Ga束源炉快门，进行较低温度的缓冲层结晶成核生长，时间2分钟，约10nm；(3)关闭Ga束源炉快门，衬底温度升高至900℃，进行高温热退火；热退火时间5分钟。然后将衬底温度降至650℃～800℃范围；(4)再次开启Ga束源炉快门，进行较高温度的缓冲层准二维生长，生长时间3分钟，约15nm；(5)关闭Ga束源炉快门，升高衬底温度以进行外延层GaN的生长。与传统单缓冲层相比，表面平整度明显提高；ω扫描的半峰值进一步降低，有利于外延层的二维成长；外延层的位错密度也明显下降。

主权项

1.一种射频等离子体分子束外延生长GaN的双缓冲层工艺，包括蓝宝石衬底放在分子束外延生长室样品架上，在900℃高温热退火之后，进行Ga原子清洗的预处理以及氮化处理，其特征在于：(1)预处理后衬底温度降低至450-550℃；(2)开启Ga束炉快门，进行较低温度的缓冲层结晶成核生长；(3)关闭Ga炉快门，将衬底温度升高至900℃，进行高温结晶化退火处理，然后将衬底温度降至650℃～800℃；(4)再次开启Ga束源快门，进行较高温度的缓冲层准二维生长；(5)关闭Ga束源炉快门，升高衬底温度880℃进行外延生长。