[发明专利]一种异质衬底上GaN连续厚膜的外延生长方法

摘要

本发明公布了一种异质衬底上GaN连续厚膜的外延生长方法，在异质衬底上依次生长氮化铝成核层、铝镓氮层、氮化镓位错过滤层和氮化镓外延层，通过采用独特的氮化镓位错过滤层，有效克服了现有异质衬底上GaN厚膜材料外延技术上的复杂性，使外延工艺简单且快捷有效，稳定性高，同时能大幅降低缺陷密度，获得GaN连续厚膜，提高异质结构晶体质量，十分适合于低成本的垂直GaN电子器件的研制。 1

主权项

1.一种异质衬底上GaN连续厚膜的外延生长方法，包括如下步骤：

1)在异质衬底上生长一层氮化铝成核层；

2)在成核层上生长铝镓氮层，其中Al的摩尔组分为15‑30％；

3)在铝镓氮层上生长氮化镓位错过滤层；

4)在氮化镓位错过滤层上生长氮化镓外延层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成核层、铝镓氮层、氮化镓位错过滤层和氮化镓外延层的生长方法选自金属有机化合物气相外延、分子束外延、氢化物气相外延和气相外延中的一种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述异质衬底是硅衬底或碳化硅衬底。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)生长氮化铝成核层的温度为600‑1200℃，压力为10‑200mbar。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)生长铝镓氮层的温度为800‑1200℃，压力为10‑300mbar。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)生长氮化镓位错过滤层的温度为800‑1200℃，压力为10‑300mbar，V/III比为1000‑8000。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)生长氮化镓外延层的温度为800‑1200℃，生长压力为10‑800mbar，V/III比为500‑8000。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮化铝成核层厚度为50nm‑2μm，铝镓氮层厚度为50nm‑2μm，氮化镓位错过滤层厚度为50nm‑2μm。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述氮化铝成核层厚度为100‑400nm，铝镓氮层厚度为200‑600nm，氮化镓位错过滤层厚度为200nm‑1.5μm。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)生长的氮化镓外延层厚度为1μm‑20μm。