[发明专利]基于c面SiC衬底上极性c面GaN的MOCVD生长方法

权利要求书

1.一种基于c面SiC衬底的极性c面GaN薄膜的MOCVD生长方法，包括如下步骤：

(1)将c面SiC衬底置于金属有机物化学气相淀积MOCVD反应室中，并向反应室通入氢气与氨气的混合气体，对衬底基片进行热处理，反应室的真空度小于2×10^-2Torr，衬底加热温度为900-1200℃，时间为5-10min，反应室压力为20-760Torr；

(2)在热处理后的c面SiC衬底上生长1-10nm厚的Ti金属层，并对该Ti金属层进行氮化形成第一层TiN层；

(3)在第一层TiN层之上生长厚度为20-100nm，温度为550-650℃的低温GaN成核层；

(4)在低温GaN成核层之上生长厚度为2000-3000nm，温度为950-1100℃的c面GaN缓冲层；

(5)在c面GaN缓冲层之上生长1-10nm厚的Ti金属层，并对该Ti金属层进行氮化形成第二层TiN层；

(6)在第二层TiN层之上生长厚度为2000-5000nm，温度为950-1100℃的GaN外延层。

2.根据权利要求1所述的极性c面GaN成核层生长方法，其中步骤(2)所述的对对Ti金属层进行氮化形成第一层TiN层，是在温度为900-1200℃，时间为5-10min，压力为20-760Torr，氨气流量为3000-10000sccm的工艺条件下形成。

3.根据权利要求1所述的极性c面GaN成核层生长方法，其中步骤(3)所述的成核层，是在压力为20-760Torr，镓源流量为5-100μmol/min，氨气流量为3000-10000sccm的工艺条件下生长形成。

4.根据权利要求1所述的极性c面GaN薄膜生长方法，其中步骤(4)所述的缓冲层，是在压力为20-760Torr，镓源流量为5-100μmol/min，氨气流量为3000-10000sccm的工艺条件下生长形成。

5.根据权利要求1所述的极性c面GaN薄膜生长方法，其中步骤(5)所述的对Ti金属层进行氮化形成第二层TiN层，是在温度为900-1200℃，时间为5-10min，压力为20-760Torr，氨气流量为3000-10000sccm的条件下形成。

6.根据权利要求1所述的极性c面GaN薄膜生长方法，其中步骤(6)所述的外延层，是在压力为20-760Torr，镓源流量为5-100μmol/min，氨气流量为3000-10000sccm的工艺条件下生长形成。

7.一种基于c面SiC衬底的极性c面GaN薄膜，自下而上依次包括：c面SiC衬底、GaN成核层、c面GaN缓冲层和c面GaN外延层，其特征在于c面SiC衬底和c面GaN缓冲层上分别设有氮化形成的TiN插入层。

8.根据权利要求7所述极性c面GaN薄膜，其特征在于：所述的TiN插入层厚度为1-10nm。

9.根据权利要求7所述极性c面GaN薄膜，其特征在于：所述的GaN缓冲层厚度为2000-3000nm。

10.根据权利要求7所述极性c面GaN薄膜，其特征在于：所述的GaN外延层厚度为2000-5000nm。