[发明专利]生长在Zr衬底上的InGaN/GaN多量子阱及其制备方法

权利要求书

1.生长在Zr衬底上的InGaN/GaN多量子阱，其特征在于，包括生长在Zr衬底上的GaN缓冲层，生长在GaN缓冲层上的非掺杂GaN层，生长在非掺杂GaN层上的InGaN/GaN多量子阱；所述GaN缓冲层为在500～700℃生长的GaN缓冲层；所述非掺杂GaN层为在600～800℃生长的非掺杂GaN层；所述InGaN/GaN多量子阱为在700～800℃生长的InGaN/GaN量子阱。

2.根据权利要求1所述的生长在Zr衬底上的InGaN/GaN多量子阱，其特征在于，所述Zr衬底以(0001)面为外延面。

3.根据权利要求1所述的生长在Zr衬底上的InGaN/GaN多量子阱，其特征在于，所述GaN缓冲层的厚度为80～100nm；所述非掺杂GaN层的厚度为2～4μm；所述InGaN/GaN量子阱为7～10个周期的InGaN阱层/GaN垒层，其中InGaN阱层的厚度为2～3nm；GaN垒层的厚度为10～13nm。

4.生长在Zr衬底上的InGaN/GaN多量子阱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)衬底以及其晶向的选取：采用Zr衬底的(0001)面为外延面，选择的晶体外延取向关系：GaN(0001)//Zr(0001)；

(2)GaN缓冲层的外延生长：衬底温度为500～700℃，反应室压力为1～3×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ比为50～60、生长速度为0.4～0.6ML/s；用KrF准分子激光烧蚀Ga靶材，并不断的通入氮的等离子体，使等离子体与Ga离子在衬底上沉积外延生长GaN缓冲层；

(3)非掺杂GaN层的外延生长：采用PLD技术外延生长，衬底温度为600～800℃，反应室压力为3～4×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值为50～60、生长速度为0.8～1.0ML/s，以靶材Ga为镓源、射频等离子体自由基发生器释放的氮的等离子体作为氮源，在步骤(2)得到的GaN缓冲层上生长非掺杂GaN层；

(4)InGaN/GaN多量子阱的外延生长：衬底温度为700～800℃；在反应室压力3～5×10^-5Torr、Ⅴ/Ⅲ值30～40、生长速度0.4～0.6ML/s条件下，在步骤(3)得到的非掺杂GaN薄膜上生长InGaN/GaN多量子阱。

5.根据权利要求4所述的生长在Zr衬底上的InGaN/GaN多量子阱的制备方法，其特征在于，所述GaN缓冲层的厚度为80～100nm；所述非掺杂GaN层的厚度为2～4μm；所述InGaN/GaN量子阱为7～10个周期的InGaN阱层/GaN垒层，其中InGaN阱层的厚度为2～3nm；GaN垒层的厚度为10～13nm。

6.根据权利要求4所述的生长在Zr衬底上的InGaN/GaN多量子阱的制备方法，其特征在于，所述KrF准分子激光PLD的能量为3.0J/cm²，重复频率为30Hz，波长为248nm。