一种基于HVPE设备生长高质量的氮化镓晶体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于HVPE设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，包括以下步骤：S1、提供蓝宝石衬底；S2、在蓝宝石衬底上做SiO2类圆柱层；S3、在SiO2类圆柱层上生长氮化镓成核层；S4、在氮化镓成核层上生长三维分布层；S5、在三维分布层上生长二维分布一层；S6、在二维分布一层上生长插入层；S7、在插入层上生长二维分布二层；S8、在二维分布二层上生长氮化镓厚膜层。本发明专利技术具有以下有益效果：通过加入SiO2类图柱层以及在生长GaN底部掺入InGaN层来减少应力，从而得到位错极低、应力很小的GaN晶体。通过本发明专利技术实现易于自剥离，从而能得到5mm以上厚的GaN晶体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体，具体涉及一种基于hvpe设备生长高质量的氮化镓晶体及其制备方法。

技术介绍

1、目前gan是第三代宽禁带半导体的典型代表，已被广泛应用于半导体照明、微波功率器件和电力电子器件等方面，展现出巨大的应用前景。用于氮化镓生长的最理想衬底自然是氮化镓单晶材料，这样的同质外延(即外延层和衬底是同一种材料)可以大大提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。但是氮化镓单晶生长困难，价格昂贵，大规模化同质外延生长目前仍然没有可能。因此，目前氮化镓单晶制备仍然采用异质外延，如硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底等。

2、目前基本上所有的商业化gan衬底(晶圆，基片)都是通过hvpe制造的。在hvpe设备上采用蓝宝石衬底上直接生长gan厚晶体，化学反应式如：(2ga(l)+2hcl(t)→2gacl(g)+h2(g))。目前主要存在以下问题：1.生长厚的gan晶体，自剥离困难，无法得到5mm以上厚的gan晶体。2.生长厚的gan晶体所产生的应力较大。

技术实现思路<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于HVPE设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于HVPE设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，所述S2的具体方法为，通过PECVD设备，先将蓝宝石衬底(11)放入PECVD设备，通过沉积形成50nm-500nm的SiO2薄膜，再对图形进行曝光，然后使图形进行显影，显出需要的图形，然后进行清洗和光刻胶，最终达到无溶液残留，达到EPI-READY的表面状。

3.如权利要求1所述的一种基于HVPE设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，所述的插入层(16)包括低温铟镓氮层，其中铟的...

【技术特征摘要】

1.一种基于hvpe设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于hvpe设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，所述s2的具体方法为，通过pecvd设备，先将蓝宝石衬底(11)放入pecvd设备，通过沉积形成50nm-500nm的sio2薄膜，再对图形进行曝光，然后使图形进行显影，显出需要的图形，然后进行清洗和光刻胶，最终达到无溶液残留，达到epi-ready的表面状。

3.如权利要求1所述的一种基于hvpe设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，所述的插入层(16)包括低温铟镓氮层，其中铟的组分小于15％。

4.如权利要求1所述的一种基于hvpe设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，所述的sio2类圆柱层(12)为纳米柱或微米柱，所述sio2类圆柱层(12)为sio2椭圆柱层或sio2正圆柱层或sio2不规则圆柱，所述sio2类圆柱层(12)尺寸为100nm-50μm，所述sio2类圆柱层(12)高度为50-500nm。

5.如权利要求1所述的一种基于hvpe设备生长高质量的氮化镓晶体的制备方法，其特征在于，所述的氮化镓成核层(13)的组分包括氮化铝和氮化镓，其生长温度为500-1000摄氏度，厚度为1nm-20...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟玉煌，张海涛，庞博，
申请(专利权)人：无锡吴越半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：