[发明专利]在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法无效

专利信息
申请号: 201010128376.2 申请日: 2010-03-17
公开(公告)号: CN101807523A 公开(公告)日: 2010-08-18
发明(设计)人: 魏萌;王晓亮;潘旭;李建平;刘宏新;王翠梅;肖红领 申请(专利权)人: 中国科学院半导体研究所
主分类号: H01L21/205 分类号: H01L21/205
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 汤保平
地址: 100083 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 失配 衬底 生长 表面 裂纹 gan 薄膜 方法
【权利要求书】:

1.一种在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,包括如下步骤:

步骤1:选择一大失配衬底;

步骤2:在大失配衬底上生长一层氮化物复合缓冲层,该氮化物复合缓冲层可以缓解晶格失配,并且阻止回熔刻蚀反应;

步骤3:在氮化物复合缓冲层上生长一层GaN过渡层;

步骤4:在GaN过渡层上生长一组超晶格,该超晶格可以释放部分张应力,并能过滤穿透位错;

步骤5:在超晶格上面生长GaN外延层,完成GaN薄膜的制备。

2.根据权利要求1所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的大失配衬底为硅衬底。

3.根据权利要求1所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的在大失配衬底上生长氮化物复合缓冲层、GaN过渡层、超晶格和GaN外延层的方法是采用金属有机物化学气相外延的方法。

4.根据权利要求1所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的氮化物复合缓冲层包括:一AlN层和在AlN层上生长的AlxInyGazN层。

5.根据权利要求1所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的GaN过渡层的厚度为0.1-0.4μm,生长温度为800-1100℃。

6.根据权利要求1所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的超晶格的材料为AlN/AlxGayN。

7.根据权利要求1所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的GaN外延层的生长温度为800-1100℃。

8.根据权利要求4所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的氮化物复合缓冲层中的AlN层的厚度为50-250nm,生长温度为900-1100℃。

9.根据权利要求4所述的在大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的氮化物复合缓冲层中AlxInyGazN层的厚度为60-240nm,其中x+y+z=1,0<x<1,0≤y<1,0<z<1,生长温度为900-1100℃。

10.根据权利要求6所述的大失配衬底上生长表面无裂纹的GaN薄膜的方法,其中所述的超晶格中AlN和AlxGayN的厚度分别为3-12nm和6-25nm,其中x+y=1,0≤x<1,0<y≤1,超晶格的生长温度为900-1100℃。

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