[发明专利]一种半极性镓氮外延片及其制备方法有效
| 申请号： | 201811255304.7 | 申请日： | 2018-10-26 |
| 公开（公告）号： | CN109560172B | 公开（公告）日： | 2020-01-10 |
| 发明（设计）人： | 方志来;吴征远 | 申请（专利权）人： | 复旦大学 |
| 主分类号： | H01L33/00 | 分类号： | H01L33/00;H01L33/32 |
| 代理公司： | 31200 上海正旦专利代理有限公司 | 代理人： | 陆飞;陆尤 |
| 地址： | 200433 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 制备 半极性 外延片 薄层 镓氮 生长 半导体材料 金属有机物化学 气相外延技术 发光二极管 非对称性 红外波段 控制条件 生长条件 氮化硅 非对称 掩模层 衬底 可用 紫光 合并 | ||
1.一种半极性镓氮外延片的制备方法，其特征在于，采用MOCVD技术，具体步骤为：
（1）在衬底上生长SiNx薄层，作为纳米掩模层：
将衬底置入MOCVD反应腔，高温清洁和氮化衬底表面，随后生长SiNx薄层；SiNx薄层的生长条件为：MOCVD反应腔内压强在350-580Torr范围内，衬底温度控制为450-650℃，通入SiH4作为硅源，控制SiH4的流量为0-200sccm，生长时间为50-300s；
（2）在SiNx薄层上生长高温GaN岛：
将反应腔内压强稳定在400-550Torr范围内，控制衬底温度为500-600℃，通入NH3和三TMGa，作为氮源和镓源，NH3/TMGa的比率为500-2500，生长低温GaN成核层；随后升温退火GaN成核层，退火温度为1000-1100℃；
在低温GaN成核层上生长高温GaN岛；调整反应腔内压强并稳定在200-500Torr范围内，控制衬底温度为1000-1150℃，通入NH3和TMGa，NH3/TMGa比率为2000-4000，生长时间为500-800s；
（3）控制条件，使得岛间进行非对称性合并：
调整反应腔内压强并稳定在30-100Torr范围内，控制衬底温度为1000-1150℃，通入NH3和TMGa，NH3/TMGa比率为400-2000，生长时间为700-1300s；
（4）采用非对称生长条件，生长（11-22）GaN薄膜：
调整反应腔内压强并稳定在60-150Torr范围内，控制衬底温度为1000-1150℃，通入NH3和TMGa，NH3/TMGa比率为400-2000，生长时间为4500s以上。
2.根据权利要求1所述的半极性镓氮外延片的制备方法，其特征在于,所述衬底材料为m面蓝宝石或硅。
3.一种由权利要求1或2所述制备方法得到的半极性GaN外延片。
4.一种如权利要求3所述的半极性GaN外延片在制备发光InGaN量子阱外延片中的应用。
5.一种如权利要求3所述的半极性GaN外延片在制备半极性GaN基LED中的应用。
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