硅衬底上生长低位错氮化镓的方法技术

硅衬底上生长低位错氮化镓的方法属于半导体材料技术领域。由于蓝宝石具有绝缘性，所以以其为衬底生长氮化镓不能符合器件制作的要求，以碳化硅为衬底生长氮化镓成本又很高。以硅为衬底采用现有方法生长氮化镓其位错密度又很高，同样不能满足要求。而本发明专利技术能够降低这一位错密度１～２个数量级，其实现的途径主要是，在硅衬底上生长具有空洞的氮化硅掩蔽膜，再在空洞处生长氮化铝缓冲层，最后在这一缓冲层上生长氮化镓。可以在其上继续生长发光管、激光器、探测器等任意器件结构。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料
，是一种在。
技术介绍
(氮化镓)基材料在发光二极管、蓝光及紫外半导体激光器、高温电子器件等方面具有广泛应用，但是，目前尚无和GaN材料匹配的的商用化衬底片。在常规技术中，虽然蓝宝石和碳化硅衬底是目前使用最多的衬底，但是，前者由于具有绝缘性不能满足器件制作要求，后者昂贵的价格导致了器件制作成本的增加。而Si(硅)衬底具有成本低、易解理、易得到大面积高质量商业化衬底以及硅基器件易于集成等优点。但是，据文献报导(Physical Review B，61，7618，2000)，由于GaN与Si衬底之间存在较大晶格失配导致很难生长高质量的外延层，一般位错密度在1010左右。
技术实现思路
使以Si为衬底的GaN材料在半导体材料领域实现实用化和商品化，在Si衬底生长GaN外延层，同时要降低位错密度，提高其结晶质量，是本专利技术的目的，为此，我们专利技术了本专利技术之。本专利技术是这样实现的，参见图1～图5，1)在Si衬底1上低温生长一层GaN层2；2)关闭氮源，升高Si衬底1温度，使低温生长的GaN层2分解，在Si衬底1上形成Ga(镓)滴，然后打开氮源，使有Ga本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生长低位错氮化镓的方法，采用外延工艺在硅衬底上进行，其特征在于，１）在Ｓｉ衬底（１）上低温生长一层ＧａＮ层（２）；２）关闭氮源，升高Ｓｉ衬底（１）温度，使低温生长的ＧａＮ层（２）分解，在Ｓｉ衬底（１）上形成Ｇａ（镓）滴， 然后打开氮源，使有Ｇａ滴的地方形成ＧａＮ层（３），而没有Ｇａ滴的Ｓｉ衬底（１）表面发生氮化，形成Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］（氮化硅）层（４）；３）继续提高Ｓｉ衬底（１）温度，关闭氮源，使ＧａＮ层（３）发生分解，露出Ｓｉ衬底（１）表面，这 样就形成了带有空洞（５）的Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］层（４）这一掩蔽膜，在空洞（５）处直接露出Ｓｉ衬...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝顺，王晓华，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]