[发明专利]一种GaN 外延工艺方法

权利要求书

1.一种GaN外延工艺方法，其特征为，该方法包括以下步骤：

1）在硅衬底上生长Si_(1-x-y)GexCy缓冲层；

2）逐步降低Si_(1-x-y)GexCy缓冲层中Ge的含量，直至为0，从而生长出Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层；

3）在Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层上生长SiC缓冲层；

4）在SiC缓冲层上进行GaN外延生长，形成GaN外延层。

2.如权利要求1所述的一种GaN外延工艺方法，其特征为，所述步骤1）硅衬底的表面晶向为（111），所述Si_(1-x-y)GexCy缓冲层中满足：8.2%≤x/y≤10.7%，且其厚度为1-100nm。

3.如权利要求1或2所述的一种GaN外延工艺方法，其特征为，所述步骤1）采用气相外延或超高真空化学气相沉积方法生长Si_(1-x-y)GexCy缓冲层，生长温度在500-1000摄氏度，反应气源为SiH₄或DCS，GeH₄，SiH₃CH₃和H₂。

4.如权利要求1所述的一种GaN外延工艺方法，其特征为，所述步骤2）中Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层中的Ge的含量小于Si_(1-x-y)GexCy缓冲层中的Ge含量，且其在纵向方向上Ge含量逐渐降低，在Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层顶部Ge含量为0，即为SiC，Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层的厚度为10-100nm。

5.如权利要求1或4所述的一种GaN外延工艺方法，其特征为，所述步骤2）中Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层采用步骤1）中Si_(1-x-y)GexCy缓冲层同样的生长工艺，即采用气相外延或超高真空化学气相沉积方法生长，生长温度在500-1000摄氏度，反应气源为SiH₄或DCS，GeH₄，SiH₃CH₃和H₂，通过逐渐降低GeH₄流量来逐渐降低Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层中Ge的浓度；步骤1）中Si_(1-x-y)GexCy缓冲层和步骤2）中Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层或通过一步生长工艺完成，或分开完成。

6.如权利要求1所述的一种GaN外延工艺方法，其特征为，所述步骤3）中SiC缓冲层的厚度为5-10000nm，其生长工艺采用气相外延或超高真空化学气相沉积方法生长，生长温度在500-1000摄氏度，反应气源为SiH₄或DCS，SiH₃CH₃和H₂；步骤3）中SiC缓冲层生长和步骤2）中Si_(1-x-y)GexCy和SiC缓冲层生长或同步完成，或分开完成。

7.如权利要求1所述的一种GaN外延工艺方法，其特征为，所述步骤4）中GaN外延层的厚度为0.01-100微米。

8.如权利要求1或7所述的一种GaN外延工艺方法，其特征为，所述步骤4）中GaN外延层采用金属有机化合物化学气相沉淀、分子束外延或气相外延方法来生长，生长温度为800-1300摄氏度，生长气体为三甲基镓和NH₃。