[发明专利]用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法

权利要求书

1.一种用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，包括：

步骤1、选取SiC单晶衬底，并在反应室中对所述SiC单晶衬底进行表面沾污去除处理，具体包括：选取SiC单晶衬底，设定反应室的压力为第五压力，通入H₂，将反应室的温度设定为第五温度，在H₂气氛下烘烤所述SiC单晶衬底，直至达到第二预设时长；

步骤2、设定反应室的压力至第一压力，设定反应室的温度至第一温度，通入Ga源，直至通入Ga源的时间达到第一预设时长后，关闭Ga源并进行保温处理；所述第一温度为600~700℃；

步骤3、保持反应室的压力不变，将所述反应室的温度升高至第二温度后进行保温处理；所述第二温度为1000~1050℃；

步骤4、返回执行步骤2，直至通入Ga源的时间达到第一预设时长后，关闭Ga源并进行保温处理，直至达到预设循环次数；

步骤5、设定反应室的压力为第二压力，将所述反应室的温度升高至第三温度后，通入Al源和NH₃，生长AlN形核层，直至AlN形核层的厚度达到第一预设厚度时，关闭Al源；

步骤6、保持NH₃氛围不变，设定反应室的压力为第三压力，降低反应室的温度至第四温度，通入Ga源，生长GaN缓冲层，直至GaN缓冲层的厚度达到第二预设厚度时，关闭Ga源；

步骤7、保持NH₃氛围不变，设定所述反应室的压力为第四压力，所述反应室的温度保持所述第四温度，通入AlN源，生长AlN插入层，直至AlN插入层的厚度达到第三预设厚度时，关闭AlN源；

步骤8、保持NH₃氛围不变，设定所述反应室的压力保持第四压力，所述反应室的温度保持所述第四温度，通入Al源和Ga源，生长AlGaN势垒层，直至所述AlGaN势垒层中的Al组分达到预设范围，所述AlGaN势垒层的厚度达到第四预设厚度时，关闭Al源，继续通入Ga源生长GaN帽层，直至GaN帽层的厚度达到第五预设厚度时，关闭Ga源，结束外延生长过程；

步骤9、在NH₃氛围中对所述反应室进行降温处理得到外延片。

2.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述第五压力为50~150mbar；所述第五温度为1000~1100℃；所述第二预设时长为5~15min。

3.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述第一压力为300~400mbar；所述第一预设时长为20~60s。

4.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述Ga源为TMGa或TEGa；保温时间为1~2min。

5.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述预设循环次数为1~3次。

6.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述第二压力为50~100mbar；所述第三温度为1100~1150℃；所述第一预设厚度为30~100nm。

7.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述第三压力为200~400mbar；所述第四温度为1030~1080℃；所述第二预设厚度为0.5~2um。

8.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述第四压力为50~150mbar；所述第三预设厚度为0.5~1.5nm。

9.根据权利要求1所述的用于半绝缘GaN外延层生长的SiC衬底表面处理方法，其特征在于，所述预设范围为10%~30%；所述第四预设厚度为10~25nm；所述第五预设厚度为1~3nm。