一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术制造技术

一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术，使用MOCVD设备在蓝宝石衬底上生长GaN晶体，其特征在于在衬底上低温生长GaN晶体成核层材料，在成核层生长完毕后升高衬底材料温度后进行GaN晶体再结晶生长。在结晶过程结束后，降低衬底材料温度再次进行GaN晶体成核生长即GaN晶体三维生长。在再次成核过程结束后，将衬底材料重新升温进行GaN晶体再结晶生长。在完成以上各步生长后，升高衬底片温度，同时降低反应室的压力进行GaN晶体体材料的生长，即可获得表面平坦且高质量的GaN材料层。本发明专利技术中采用的两次低温成核层生长并结合高温再结晶过程的工艺，相比较于传统的单次成核层生长工艺可以获得更低缺陷密度和更低材料应力的GaN材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化合物半导体晶体生长
，具体的说是ー种在蓝宝石(A1203)图形化衬底(PSS)上生长高质量GaN晶体材料的物理化学生长技术。该技术采用MOCVD设备，在蓝宝石图形化衬底材料上生长GaN晶体，能够有效地改善GaN晶体的材料特性，降低晶体的缺陷密度和减少晶体材料的应力。在采用该技术获得的GaN晶体材料的基础上制作发光二极管(LED)器件或半导体激光器(LD)器件等，更有助于器件性能的改善。本专利技术所涉及的技术不局限于在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料，也可以应用在其他衬底材料如光滑表面的蓝宝石(A1203)衬底、SiC衬底、GaN衬底、ZnO衬底上生长GaN晶体材料。
技术介绍
发光二极管(以下简称LED)作为第4代固体照明光源已经得到普遍的共识，随着技术的发展，其性能持续地提高，应用市场也随之急速扩大，尤其是高发光效率的LED和替代传统照明的白光LED在最近几年陆续被研发出来，未来高亮度LED市场的发展将会更快速更广泛的成长。但受制于制备LED的半导体材料的特性限制，其主要构成材料对光的折射率很高，以氮化镓(GaN)系结晶为例，在LED元件结晶内部发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术，包括采用在蓝宝石衬底上通过蚀刻的方法得到的图形化衬底PSS(Pattern？Sapphire？Substrate)，使用MOCVD设备在蓝宝石衬底C(0001)面上生长GaN晶体，其特征在于：1)、将衬底材料温度加热到470～570℃，通入Ga元素MO源和作为N源的NH3生长GaN晶体成核层材料；2)、停止通入Ga元素MO源并迅速将衬底材料升温至980～1090℃；3)、通入Ga元素MO源进行GaN晶体再结晶生长；4)、停止通入Ga元素MO源并迅速将衬底材料降温至470～570℃；5)、通入Ga元素MO源再次进行GaN晶体成核三维生长...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，
申请(专利权)人：姜涛，
类型：发明
国别省市：