[发明专利]一种具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜及其外延生长方法

权利要求书

1.一种具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，其步骤包括：

在蓝宝石衬底上外延生长AlN膜层；

在所述AlN膜层上外延生长第一AlGaN薄膜层；

在所述第一AlGaN薄膜层上采用氢气腐蚀出位错坑；

在所述位错坑表面原位沉积SiN位错湮灭层；

在所述SiN位错湮灭层上外延生长第二AlGaN薄膜层；

所述在所述第一AlGaN薄膜层上采用氢气腐蚀出位错坑的步骤具体为：在所述第一AlGaN薄膜层生长后，停止Al、Ga金属源以及氨气的供应1～30min，再升温至1100～1300℃，通入氢气对所述第一AlGaN薄膜层进行腐蚀200s，形成若干以不连续形式分布的位错坑；

所述在所述位错坑表面原位沉积SiN位错湮灭层的步骤具体为：在800～1000℃条件下通入SiH₄及NH₃，在所述位错坑表面生长SiN位错湮灭层，沉积时间为5min，所述SiN位错湮灭层是同所述位错坑相对应的岛状分布结构；

原位沉积所述SiN位错湮灭层后，所述第一AlGaN薄膜层表面呈现出六棱柱状的凸起。

2.根据权利要求1中所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述位错坑的深度大于50nm。

3.根据权利要求1中所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述SiN位错湮灭层的厚度为0.1～20nm，SiH₄的流量为100～10000nmol/min。

4.根据权利要求1中所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述在蓝宝石衬底上外延生长AlN膜层的步骤依次包括生长低温AlN成核层和生长高温AlN本征层。

5.根据权利要求4中所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述生长低温AlN成核层的具体步骤为：

在400～800℃条件下，通入氢气、氨气和Al源，于所述蓝宝石衬底上生长低温AlN成核层，厚度为10～50nm。

6.根据权利要求4中所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述生长高温AlN本征层的具体步骤为：

在1100～1400℃条件下，通入氢气、氨气和Al源，于所述低温AlN成核层上生长高温AlN本征层，厚度为50～100nm。

7.根据权利要求1中所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法，其特征在于，所述第一AlGaN薄膜层和第二AlGaN薄膜层均为i型非掺杂的AlGaN薄膜；

所述第一AlGaN薄膜层的生长厚度为50～200nm，生长压力为50～500Torr，V/III比为500～10000。

8.一种具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜，其特征在于，所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜由权利要求1～7中任一所述具有原位SiN位错湮灭层的AlGaN薄膜的外延生长方法制得。