[发明专利]MOVCD生长氮化物外延层的方法

摘要

一种用MOVCD生长氮化物外延层和氮化物发光二极管结构外延片的方法，它采用MOCVD技术，利用高纯NH3做N源，高纯H₂或N₂做载气，三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)和三甲基铟(TMIn)和三甲基铝(TMAl)分别做Ga源和In源和Al源；衬底为蓝宝石(Al2O3)；该方法包括在MOCVD反应室中把蓝宝石衬底加热到500℃，在H₂气氛下，通入三甲基镓(TMGa)生长一GaN层，在高温(～1200℃)H₂气氛下，GaN和衬底表层的蓝宝石(Al₂O₃)发生反应，可以更好地清除蓝宝石表面的损伤层及其表面的污染，也可以在蓝宝石表面腐蚀出纳米量级的微坑，这些微坑对改善外延层的质量有好处，更重要的是可以增加LED的出光效率。

主权项

1.一种MOVCD生长氮化物外延层方法，它采用MOCVD技术，利用高纯NH3做N源，高纯H2或N2做载气，三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)和三甲基铟(TMIn)和三甲基铝(TMAl)分别做Ga源和In源和Al源；衬底为蓝宝石(Al2O3)；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，在MOCVD反应室中把蓝宝石衬底加热到500℃和900℃之间，用H2或N2气作载气，通入三甲基镓(TMGa)和NH3在蓝宝石表面生长一GaN牺牲层；其厚度在10纳米到200纳米之间；步骤二，GaN牺牲层生长完毕之后，停止向反应室通入三甲基镓(TMGa)，继续向反应室通入NH3，继续向反应室通入H2或N2气，同时将生长温度升高到1100℃以上；步骤三，当生长温度升高到1100℃以上地某一设定的温度之后，停止向反应室通入NH3，只向反应室通入H2或H2和N2的混合气，使GaN牺牲层分解，同时和蓝宝石表面发生反应；步骤四，在H2气氛下或H2和N2的混合气氛下或N2气氛下，把MOCVD反应室温度降低至500℃到900℃的某一设定温度，通入三甲基镓(TMGa)和NH3生长GaN成核层，其厚度控制在10纳米到50纳米之间；步骤五，GaN成核层生长完毕之后，停止向反应室通入三甲基镓(TMGa)，继续向反应室通入NH3，继续向反应室通入H2或N2气，同时将生长温度升高到1000℃以上的某一设定温度，使GaN成核层达到退火的目的；步骤六，继续向反应室通入NH3，继续向反应室通入H2或N2气，将温度保持在1000℃以上的某一设定温度，同时向反应室通入三甲基镓(TMGa)，开始在高温下生长高质量的GaN外延层。