[发明专利]基于a面6H-SiC衬底上a面GaN缓冲层上InN半导体器件的制备方法

权利要求书

1.一种基于a面6H-SiC衬底上a面GaN缓冲层上InN半导体器件的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：

（1）将a面6H-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，对衬底进行热处理，反应室的起始真空度小于2×10^-2Torr，衬底加热温度为900-1200℃，时间为5-10min，通入混合气之后反应室压力为20-760Torr；

（2）在温度为600-800℃的条件下，在热处理后的a面6H-SiC衬底上生长厚度为100-200nm的无应力AlInN成核层；

（3）通入镓源和氨气，在所述无应力AlInN成核层之上生长厚度为1000-2000nma面GaN缓冲层；

（4）将生长完缓冲层的a面GaN材料放入等离子体增强化学气相淀积（PECVD）反应室，并向反应室中通入氨气和硅烷，在200-250℃以及压力为600-800mTorr下反应生成一层SiN_x作为材料的插入层，反应时间为3-9s；

（5）再回到金属有机物化学气相淀积（MOCVD）反应室中，通入镓源和氨气，在所述SiN_x插入层之上生长厚度为2000-4000nma面GaN缓冲层。

（6）通入铟源和氨气，在缓冲层上生长厚度为15-30nmInN基材料，铟源流量为80-160μmol/min，氨气流量为1000-5000sccm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤（2）所述的工艺条件如下：

生长压力为100-300Torr；铝源流量为5-100μmol/min；

铟源流量为1-20μmol/min；氨气流量为1000-10000sccm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤（3）所述的工艺条件如下：

生长温度为950-1100℃；生长压力为20-200Torr；

镓源流量为5-100μmol/min；氨气流量为1000-10000sccm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤（4）所述的工艺条件如下：

生长温度为200-250℃；生长压力为600-800mTorr；

硅烷流量为200sccm的SiH₄/N₂混气；氨气流量为2sccm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤（5）所述的工艺条件如下：

生长温度为1000-1150℃；生长压力为20-200Torr；

镓源流量为50-200μmol/min；氨气流量为1000-3000sccm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤（6）所述的InN基材料，其生长工艺条件如下：

生长温度为400-600℃；生长压力为80-160Torr；

铟源流量为30-60μmol/min；氨气流量为1000-5000sccm。

7.一种基于a面6H-SiC衬底的非极性a面GaN缓冲层上InN材料，自下而上依次包括a面6H-SiC衬底层，镓源流量为5-100μmol/min、氨气流量为1000-10000sccm的高V-Ш比非极性a面GaN缓冲层，镓源流量为50-200μmol/min、氨气流量为1000-3000sccm的低V-Ш比非极性a面GaN缓冲层，以及铟源流量为30-60μmol/min、氨气流量为1000-5000sccm的InN材料；其特征在于所述的SiC衬底层上设有SiN_x插入层和采用无应力AlInN成核层；所述的AlInN成核层厚度为100-200nm；所述的SiN_x插入层淀积时间为3-9s。

8.根据权利要求7所述的非极性a面GaN缓冲层上InN材料，其特征在于：所述的高V-Ш比GaN缓冲层厚度为1000-2000nm。

9.根据权利要求7所述的非极性a面GaN缓冲层上InN材料，其特征在于：所述的低V-Ш比GaN缓冲层厚度为2000-4000nm。

10.根据权利要求7所述的非极性a面GaN缓冲层上InN材料，其特征在于：所述的InN材料厚度为15-30nm。