[发明专利]一种插入InGaN/GaN超晶格结构改善非极性GaN材料质量的外延生长方法

摘要

本发明提供一种插入InGaN/GaN超晶格结构改善非极性GaN材料外延质量的方法，是一种减小非极性GaN材料位错密度，改善外延片表面形貌，从而提高材料质量的外延生长方法。利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术，外延结构从下向上依次为，r面蓝宝石衬底，低温GaN成核层；高压、高V/III比(V族与III族源摩尔流量比)生长条件生长的高温三维GaN层；第一次低压、低V/III比生长条件生长的高温二维GaN层；InGaN/GaN超晶格结构插入层；第二次低压、低V/III比生长条件生长的高温二维GaN层。本发明的特点是在二维GaN层中插入InGaN/GaN超晶格结构插入层，其能够缓解应力，并且阻挡部分蓝宝石衬底与外延生长的GaN材料失配产生的穿透位错传递。本发明能够减小非极性GaN材料位错密度，改善表明形貌，提高外延片的质量。

主权项

1.一种插入InGaN/GaN超晶格结构改善非极性GaN材料外延质量的方法，其特征在于，外延片结构从下向上依次为；r面蓝宝石衬底生长GaN成核层后，生长高压、高V/III比生长条件生长的高温三维GaN层；第一次低压、低V/III比生长条件生长的高温二维GaN层；InGaN/GaN超晶格结构插入层；第二次低压、低V/III比生长条件生长的高温二维GaN层；所述的高压、高V/III比生长条件生长的高温三维GaN层，生长温度1000℃—1100℃，压力300‑600mbar，V/III比即V族与III族源摩尔流量比为1000‑3000，厚度1μm‑2μm；所述的第一次低压、低V/III比生长条件生长的高温二维GaN层，生长温度1000℃—1100℃，压力,50‑200mbar，V/III比50‑300，厚度1μm‑2μm；所述的InGaN/GaN超晶格结构插入层，生长温度700℃—800℃，其中InGaN层中的In组分的摩尔百分比在5％‑20％，先生长一层厚度5‑20nm GaN层，然后生长上述In组分的厚度5‑20nm的InGaN层，交替生长上述GaN层和InGaN层3‑20周期，最后生长一层5‑20nm的GaN层；所述的第二次低压、低V/III比生长条件生长的高温二维GaN层，生长温度1000℃—1100℃，压力,50‑200mbar，V/III比50‑300，厚度2μm‑5μm。