【技术实现步骤摘要】
分子束外延生长蓝宝石基AlGaN/GaN异质结结构的方法
本专利技术涉及一种分子束外延生长蓝宝石基AlGaN/GaN异质结结构的方法，属于半导体材料
技术介绍
Ⅲ族氮化物半导体材料主要是指InN、GaN、AlN及其组成的三元、四元合金材料。第三代半导体材料，相对于第一代半导体材料Si、Ge材料体系和第二代半导体AlGaAs材料体系，具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、导热性能好、耐化学腐蚀等优良的性质(文献1：王党会.Ⅲ族氮化物半导体外延层薄膜的生长与表征研究[D].西安电子科技大学,2012)。GaN/AlGaN异质结结构由于自发极化与压电极化影响会在GaN与AlGaN表面形成二维电子气，从而体现优异的载流子输运特性，可以应用于高电子迁移率晶体管，起到优异的开关性能和频谱特性。相比于已经产业化的成熟的金属有机化学气相沉积外延GaN/AlGaN异质结结构而言，分子束外延由于外延生长速率慢真空度要求高，外延生长操作复杂只适用于实验室研究，但是MBE外延生长温度低、生长速率慢等特点，使得外延厚度、掺杂量和组分可以做到精确控制，尤其是生长超薄AlN...
【技术保护点】
1.一种分子束外延生长蓝宝石基AlGaN/GaN异质结结构的方法，包括以下步骤：1)在衬底背面蒸镀一层Ti，对衬底进行预处理；2)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在衬底上同质外延一层GaN外延层；3)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在GaN外延层上外延一层AlN插入层，AlN插入层厚度为1.19‑3.57nm；4)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在AlN插入层上外延一层AlxGa(1‑x)N层；5)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在AlxGa(1‑x)N层上外延一层GaN盖帽层；6)除掉样品表面MBE外延生长的Ga球；7)使用减薄抛光技术，去除掉衬底预处理生长的Ti。
【技术特征摘要】
1.一种分子束外延生长蓝宝石基AlGaN/GaN异质结结构的方法，包括以下步骤：1)在衬底背面蒸镀一层Ti，对衬底进行预处理；2)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在衬底上同质外延一层GaN外延层；3)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在GaN外延层上外延一层AlN插入层，AlN插入层厚度为1.19-3.57nm；4)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在AlN插入层上外延一层AlxGa(1-x)N层；5)使用分子束外延技术，通过控制生长参数，在AlxGa(1-x)N层上外延一层GaN盖帽层；6)除掉样品表面MBE外延生长的Ga球；7)使用减薄抛光技术，去除掉衬底预处理生长的Ti。2.根据权利要求1所述的分子束外延生长蓝宝石基AlGaN/GaN异质结结构的方法，其特征在于：步骤3)中，外延AlN插入层的生长参数是：生长温度为820-850℃，Al源束流流量为6×10-8Torr，氮气的流量为0.6-0.8sccm，等离子发生器的射频功率为420-470W，生长时间为20s至1min。3.根据权利要求1所述的分子束外延生长蓝宝石基AlGaN/GaN异质结结构的方法，其特征在于：步骤2)中GaN外延层生长参数是：生长温度为820-850℃，Ga源束流流量为5.63×10-8Torr，氮气的流量为0.6-0.8sccm，等离子发生器的射频功率为420-470W，生长时间是3h，GaN外延层的厚度为610nm。4.根据权利要求1所述的分子束外延生长蓝宝石基AlGaN/GaN异质结结构的方法，其特征在于：步骤4)中，外延AlxGa(1-x)N薄膜的生长参数为：生长温度为820-850℃，Ga源束流流量为5.63×10-8Torr，Al源束流流量为6×10-8Torr，氮气的流量为0.6-0.8sccm，等离子发生器的射频功率为420-470W，生长时间为7min，AlxGa(1-x)N薄膜的Al组分x为0.2421，厚度为20.2nm。5.根据权利要求1所述的分子束外延...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，初嘉鹏，谢自力，陶涛，李振华，吴耀政，赵红，陈敦军，张荣，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。