[发明专利]低位错密度AlxGa1-xN外延薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种低位错密度Al_xGa_1-xN外延薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

1)在衬底上外延生长AlN薄膜；

2)将上述制得的AlN薄膜上外延生长多个周期Al_yGa_1-yN/AlN超晶格插入层；

3)在上述制得的Al_yGa_1-yN/AlN超晶格插入层表面外延生长Al_xGa_1-xN薄膜；

4)腐蚀上述制得的Al_xGa_1-xN薄膜，形成具有位错坑的Al_xGa_1-xN薄膜；

5)在上述具有位错坑的Al_xGa_1-xN薄膜表面沉积介质膜，形成具有介质膜的外延片；

6)将上述具有介质膜的外延片表面抛光，制得外延片模板；

7)在上述外延片模板上继续外延生长Al_xGa_1-xN，制得Al_xGa_1-xN外延薄膜；其中，

x、y为不大于1的正数。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2)中外延生长的周期数为10-30，且每个周期包括Al_yGa_1-yN层和AlN层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤4)中的腐蚀方式为采用KOH进行湿法腐蚀。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤4)中形成的位错坑的深度为30-100nm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤5)中位于位错坑中的介质膜的厚度大于所述位错坑的深度。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)包括：

A)在氢气氛围下，将衬底置于压力为50-150mbar，温度为1080-1150℃的环境下烘烤200-600s；

B)在氢气氛围且压力为50-100mbar的条件下，将上述烘烤后的衬底降温至930-960℃后通入三甲基铝和氨气，至衬底表面生长厚度为7-15nm的AlN成核层；

C)长完AlN成核层后停止通入三甲基铝，升温至1200-1250℃后稳定20-50s；

D)在压力为50-100mbar，温度为1200-1250℃的环境下，继续通入氨气和三甲基铝，外延生长AlN薄膜。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其中，每个周期中Al_yGa_1-yN层的厚度为10-20nm，每个周期中AlN层的厚度为5-10nm；

优选地，步骤2)中的生长条件为温度为1140-1180℃，压力为50-100mbar。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3)包括：在生长完Al_yGa_1-yN/AlN超晶格插入层后，保持温度为1140-1180℃，压力为50-100mbar的条件下继续外延生长Al_xGa_1-xN层；

优选地，步骤3)中所述Al_xGa_1-xN层的厚度为500-1000nm。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其中，腐蚀温度为不低于220℃，腐蚀时间为2-10min。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述衬底为蓝宝石衬底；

优选地，步骤5)中沉积的介质为氮化硅、二氧化硅和氧化铝中的一种或多种。