[发明专利]一种在图形衬底上生长氮化物薄膜外延层的方法

摘要

本发明涉及一种在图形衬底上生长氮化物薄膜外延层的方法，通过引入一层低温氮化镓应力控制层，在有效的控制最终产品的漏电，抗静电ESD等电性参数的同时，实现了量子阱结构中的应力控制，达到进一步的提高外延层的内量子效率。

主权项

一种在图形衬底上生长氮化物薄膜外延层的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一，采用干法腐蚀或湿法腐蚀的方法在衬底上制作图形，形成图形衬底；步骤二，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、三甲基铟TMIn和三甲基铝TMAl分别作为Ga源、In源和Al源，在MOCVD反应室中把图形衬底加热到1100℃-1200℃，用H2或N2或者H2和N2的混合气体作为载气，高温烘烤200-1000秒；步骤三，在H2或N2或它们的混合气体作为载气下，把图形衬底温度降至500-650℃，通入三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa和NH3生长氮化镓成核层，其生长厚度在10nm-50nm之间；步骤四，退火；氮化镓成核层生长完毕之后，停止向反应室中通入三甲基镓TMGa，继续向反应室中通入NH3及载气，同时把生长温度升高到1100℃-1200℃，当升到1100℃-1200℃后，恒温退火30-300秒；步骤五，继续步骤四的条件，打开三甲基镓(TMGa)，生长一层高温GaN薄层，其生长厚度在50-1500nm；步骤六，在高温薄层GaN生长完毕之后，停止向反应室中通入三甲基镓(TMGa)，继续向反应室中通入NH3及载气，同时将生长温度降低到700-950℃后打开三甲基镓(TMGa)，生长一层低温氮化镓作为应力控制层；步骤七，在低温氮化镓应力控制层生长完毕之后，停止向反应室中通入三甲基镓(TMGa)，继续向反应室中通入NH3及载气，同时将生长温度升高到1100℃-1200℃；步骤八，重复步骤五及步骤六n次，其中n为整数，10≥n≥1，直到图形衬底的底部平台外延填充完毕；步骤九，继续向反应室中通入NH3及载气，将衬底温度保持在1000℃-1100℃，同时向反应室中通入三甲基镓TMGa，在该高温下侧向外延生长高质量的GaN外延层；步骤十，在此GaN外延层的基础上继续外延生长GaN基发光二极管的结构。