[发明专利]一种减少外延层缺陷密度的外延生长方法

权利要求书

1.一种减少外延层缺陷密度的外延生长方法，在衬底上生长得到表面平整的u-GaN层，以此作为基础依次生长n-GaN、MQW以及p-GaN，其特征在于，所述表面平整的u-GaN层的生长过程包括以下步骤：

1)生长一层低温GaN缓冲层；

2)生长一层u-GaN；

3)采用熔融KOH或H₃PO₄液腐蚀u-GaN，表面位错被腐蚀形成凹坑；

4)清洗表面后，制备一层SiO₂，SiO₂会同时沉积在平面u-GaN上和腐蚀凹坑内，直至腐蚀凹坑的表面被覆盖；

5)将所述平面u-GaN上的SiO₂抛磨去除，仅留下腐蚀凹坑内的SiO₂；

6)清洗表面后，继续PECVD沉积u-GaN，u-GaN会在所述平面u-GaN上继续生长，并横向越过腐蚀凹坑处的SiO₂，最终生成表面平整的u-GaN层，作为后续外延生长的基础。

2.根据权利要求1所述的减少外延层缺陷密度的外延生长方法，其特征在于：步骤1)所述缓冲层为20-30nm厚的GaN，生长温度为500-600℃。

3.根据权利要求1所述的减少外延层缺陷密度的外延生长方法，其特征在于：步骤2)u-GaN生长厚度为1-2.2μm，生长温度为1000-1100℃。

4.根据权利要求1所述的减少外延层缺陷密度的外延生长方法，其特征在于：步骤3)腐蚀温度为150-300℃，时间为5-15min。

5.根据权利要求1所述的减少外延层缺陷密度的外延生长方法，其特征在于：步骤4)沉积SiO₂膜的厚度为200-500nm。

6.根据权利要求1所述的减少外延层缺陷密度的外延生长方法，其特征在于：步骤4)沉积SiO₂膜的方法为PECVD或反应磁控溅射或热蒸镀。

7.根据权利要求1所述的减少外延层缺陷密度的外延生长方法，其特征在于：步骤5)采用机械抛光的方法将SiO₂膜去除，磨料为金刚石颗粒。

8.根据权利要求1所述的减少外延层缺陷密度的外延生长方法，其特征在于：步骤6)中的u-Gan的生长温度为1000-1100℃，时间10-20min。

9.一种外延基础结构，包括衬底、缓冲层以及表面为平整的u-GaN层，其特征在于：所述表面为平整的u-GaN层整体分为两个u-GaN外延层，在这两个u-GaN外延层之间的界面分布有多块SiO₂膜。

10.根据权利要求9所述的外延基础结构，其特征在于：两层u-GaN外延层之间分布的多块SiO₂膜的密度为10³-10⁵/cm²，每一块的直径为200-500nm。