[发明专利]一种硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法

权利要求书

1.一种硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1）准备好硅图形化衬底，所述硅图形化衬底上设有沟槽和掩膜层SiO₂；所述掩膜层SiO₂位于硅的(113)面，所述沟槽为沿硅的[21-1]开设的平行沟槽，且沟槽的长斜边为硅的(1-11)面；

2）采用MOCVD的方法在硅的(1-11)面生长AlN层，生长AlN层的生长温度为1100-1200℃，生长时间为8-12min，所述AlN层的Ⅴ/Ⅲ比为600-800；

3）采用MOCVD的方法，在所述AlN层上高温生长第一层GaN，使第一层GaN刚好填补所述硅图形化衬底的沟槽，高温生长第一层GaN的生长温度为1050-1150℃，生长时间为50-70min，所述第一层GaN的Ⅴ/Ⅲ比为1200-1700；

4）在所述第一层GaN上继续低温生长第二层GaN，并使第一层GaN和第二层GaN愈合，最终得到具有光滑表面的半极性(11-22)面的氮化镓外延层的样品，低温生长第二层GaN的生长温度为1000-1100℃，生长时间为80-100min，所述第二层GaN的Ⅴ/Ⅲ比为1200-1700。

2.根据权利要求1所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤4）中的氮化镓外延层的表面粗糙度为5-50nm。

3.根据权利要求2所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤2）~4）中的MOCVD的方法具体为：用氢气或氮气携带金属有机化合物(MO)源和N源以气态的形式输送到反应室进行反应。

4.根据权利要求3所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤2）中生长AlN层时，Al源为三甲基铝（TMAl），N源为氨气（NH₃）；所述步骤3）和4）中生长GaN时，Ga源为三甲基镓（TMGa），N源为氨气（NH₃）。