【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用氢化物气相外延法在(100)铝酸锂(LiAI02)衬底上生长高质 量大尺寸非极性面GaN衬底材料的方法。二
技术介绍
以GaN及InGaN、 AlGaN合金材料为主的III-V族氮化物材料(又称GaN基材料) 是近几年来国际上倍受重视的新型半导体材料,是短波长半导体光电子器件和高频、 高压、高温微电子器件制备的最优选材料。由于GaN本身物理性质的限制,GaN体单晶的生长具有很大的困难,尚未实用 化。由于缺乏体单晶,GaN薄膜的获得主要靠异质外延。最常用的衬底材料是蓝宝石 (a-A1203)。巨大的晶格失配和热失配导致了 GaN外延层中高密度的位错,典型的可 达l()W/cm2,严重影响了器件的性能和寿命。在铝酸锂(100)衬底上生长的GaN薄膜是(IO—IO)取向,极性的c轴在GaN 薄膜的生长面内,所以可以得到非极性的GaN薄膜。非极性GaN因为极性的c轴在 面内,因而引起的极化效应不会对发光器件和电子器件性能造成很大的影响。同时由 于采用新型铝酸锂衬底生长非极性GaN, 二者的晶格失配非常的小,这样得到的GaN 质量很咼。本申请人的中国专利CN1381870获得大面积高质量GaN自支撑衬底的方法,先 在蓝宝石衬底上横向外延获得低位错密度GaN薄膜;然后在ELO GaN薄膜上进行氢 化物气相外延,获得大面积、低位错密度的GaN厚膜;采用激光扫描辐照剥离方法, 将GaN厚膜从蓝宝石衬底上剥离下来,再进行表面抛光处理,就可以获得高质量GaN 自支撑衬底。快速生长大面积GaN厚膜;可快速地无损伤将GaN薄膜从蓝宝石衬底 上分离开来。但蓝宝石 ...
【技术保护点】
大尺寸非极性面GaN自支撑衬底制备方法,利用(100)铝酸锂衬底制备大尺寸非极性GaN自支撑衬底,其特征是在HVPE生长系统中将铝酸锂衬底放入反应器中后,先生长缓冲层:温度为500-800℃,气体流量分别是:NH↓[3]流量为500-1500sccm,NH↓[3]载气流量为500sccm,HCl流量为10-20sccm,HCl载气流量为200sccm,总氮气为2000-3000sccm:生长时间30-120秒;反应器中后升温至生长温度开始生长GaN,生长温度1000-1100℃,气体流量分别是,NH↓[3]流量为500-2000sccm,NH↓[3]载气流量为500sccm;HCl流量为10-50sccm,HCl载气流量为200sccm;总氮气为2000-3500sccm;生长至合适的厚度后,停止生长;冷却后获得完整的自支撑GaN衬底,铝酸锂衬底自动分离。
【技术特征摘要】
1、大尺寸非极性面GaN自支撑衬底制备方法,利用(100)铝酸锂衬底制备大尺寸非极性GaN自支撑衬底,其特征是在HVPE生长系统中将铝酸锂衬底放入反应器中后,先生长缓冲层温度为500-800℃,气体流量分别是NH3流量为500-1500sccm,NH3载气流量为500sccm,HCl流量为10-20sccm,HCl载气流量为200sccm,总氮气为2000-3000sccm生长时间30-120秒;反应器中后升温至生长温度开始生长GaN,生长温度1000-1100℃,气体流量分别是,NH3流量为500-2000sccm,NH3载气流量为500sccm;HCl流量为10-50sccm,HCI载气流量为200sccm;总氮气为2000-3500sccm;生长至合适的厚度后,停止生长;冷却后获得完整的自支撑GaN衬底,铝酸锂衬底自动分离。2、 根据权利要求1所述的大尺寸非极性面GaN自支撑衬底制...
【专利技术属性】
技术研发人员:修向前,张荣,谢自力,陆海,郑有炓,顾书林,施毅,韩平,朱顺明,胡立群,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:发明
国别省市:84[中国|南京]
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