[发明专利]金属有机化学气相沉积生长GaN基发光晶体膜的方法

权利要求书

1.金属有机化学气相沉积生长GaN基发光晶体膜的方法，在生长过程中 掺杂稀土离子，取代部分Ga³⁺的晶格格位，其特征在于：在所述GaN晶体膜 的原料配方中按比例掺入三甲基硼或三甲基铝，在生长过程中所述硼或铝以三 价离子的形式进入GaN晶格，调配稀土离子和Ga³⁺之间的离子半径差；所述 原料配方摩尔比例为：Ga(CH₃)₃∶稀土有机配合物∶A(CH₃)₃＝(1-x-y)∶x∶y， 其中稀土有机配合物是指以稀土元素Re为核心的Re(TMHD)₃或Re(i-PrCp)₃，A 表示III族元素硼或铝，0.1％≤x≤10.0％，0.1x≤y≤x。

2.根据权利要求1所述的金属有机化学气相沉积生长GaN基发光晶体膜 的方法，其特征在于：所述稀土元素包括铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐 Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu中任 意一种或多种混用。

3.金属有机化学气相沉积生长GaN基发光晶体膜的方法，其特征在于包 括步骤：

I、按摩尔比Ga(CH₃)₃∶稀土有机配合物∶A(CH₃)₃＝(1-x-y)∶x∶y，A表 示III族元素硼或铝，0.1％≤x≤10.0％，0.1x≤y≤x，称量原料Ga(CH₃)₃、稀土有机 配合物和三甲基硼或三甲基铝，分别放置于装置中的各起泡器内，其中所述稀 土有机配合物为以稀土元素Re为核心的Re(TMHD)₃或Re(i-PrCp)₃；

II、将GaN基衬底置于金属有机化学气相沉积的反应器中，以H₂为载 体、以NH₃为氮源，并对GaN基衬底进行热处理，保持温度在1020℃- 1060℃；

III、调控各起泡器温度，控制生长速率在1-3μm/h；

IV、自然冷却衬底至室温，即得稀土离子和B³⁺或Al³⁺共掺的GaN晶体 膜。

4.根据权利要求3所述的金属有机化学气相沉积生长GaN基发光晶体膜 的方法，其特征在于：步骤II中所述GaN基衬底包括生长有GaN膜的硅、生 长有GaN膜的蓝宝石或GaN块体中任意一种。