一种在r面蓝宝石衬底上制备非极性GaN薄膜方法技术

一种在r面蓝宝石衬底上制备非极性GaN薄膜方法属于LED器件领域。采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）设备在r面蓝宝石衬底上制备非极性（11-20）面GaN薄膜。在高温生长非极性GaN薄膜V/III比采用三步生长式技术，即V/III比变化为由低到高再到低（低－高－低）。低V/III比为180-220，高V/III比为2800-3200，生长是以H2为载气。本发明专利技术的特点是：每一阶段生长设计均为下一阶段生长提供保障，前一个低V/III生长条件是使不同晶向生长速率差异得到抑制，为下一阶段高V/III生长GaN生长提供高质量的模板，再回到低V/III生长条件可以获得较平滑无空孔洞缺陷的非极性（11-20）面GaN薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在r面蓝宝石衬底上生长非极性GaN薄膜的技术和方法，属于半导体材料制备领域。
技术介绍
当前商业化生产的GaN基LED是在c 一面蓝宝石衬底上沿极轴方向外延生长六方相纤锌矿结构。沿极轴方向生长GaN材料具有较强的自发极化和压电极化，极化电场导致LED有源区产生量子限制斯塔克效应，使得发光器件复合效率降低，发射波长红移，降低光电器件的性能。为了解决极化问题，开展非极性GaN材料研究，采用不同衬底材料，如在r-面铝酸锂(LiAlO2)衬底上采用MOCVD设备生长非极性m —面GaN材料LED,也有在非极性GaN体材衬底或SiC衬底上外延非极性GaN材料，但是存在衬底获得困难和价格昂贵的缺点。有研究采用在r面蓝宝石衬底上生长非极性a—面GaN材料。但是在各种衬底上制备非极性外延材料普遍存在位错密度高，表面形貌呈波浪或条纹状的问题，使得后续生长的LED结构受到极大影响。为了降低位错密度，利用侧向外延过生长技术(LEOG)生长非极性a —面GaNJS LEOG技术工艺复杂、成本较高、效果有限。上述各种方法生长的非极性GaN材料LED和传统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在r面蓝宝石衬底上制备非极性GaN薄膜方法，其特征在于包括如下步骤：采用r面蓝宝石衬底；在衬底上沉积20nm??25nm缓冲层；在沉积缓冲层时，反应室压力为500torr，生长温度为520?530℃，载气为氢气；在低V/III比下生长生长非极性（11?20）GaN薄膜时，反应室温度为1030?1050℃，反应室压力为?500torr，V/III比为180?220，生长时间为25?35min，载气为氢气；在高V/III比下生长生长非极性（11?20）GaN薄膜时，反应室温度为1030?1050℃，反应室压力为?500torr，V/III比为2800?3200，生长时间为40?50min，载气...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢艳辉，韩军，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：