[發(fā)明專利]提高鋁摻入效率獲得高鋁組分鋁鎵氮合金的生長方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010101550.4
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101777488A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 劉斌;張榮;謝自力;李亮;修向前;華雪梅;趙紅;陳鵬;陳敦軍;陸海;韓平;鄭有炓
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L31/09
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

1.提高鋁摻入效率獲得高鋁組分鋁鎵氮合金的生長方法，其特征是采用MOCVD在α-Al₂O₃襯底上外延生長Al_xGa_1-xN合金薄膜層，以金屬有機源三甲基鋁TMAl和三甲基鎵TMGa作為III族源，NH₃作為V族源，H₂作為載氣，由以下兩種方式中的任一種防止Al_xGa_1-xN合金薄膜層產(chǎn)生裂紋：

1)在襯底上生長AlN緩沖層，AlN緩沖層生長溫度為600～1000℃，生長厚度從10至100nm，AlN緩沖層生長結束，將MOCVD反應腔溫度升高至1100～1150℃，繼續(xù)生長Al_xGa_1-xN合金薄膜層；

2)在襯底上生長一層GaN作為支撐層，GaN支撐層的厚度為2-5μm，生長溫度為1050℃，然后將MOCVD反應腔溫度設置為700～1000℃，生長AlN插入層，厚度10～100nm，AlN插入層生長完成后，將溫度升高至1100-1150℃，生長Al_xGa_1-xN合金薄膜層；

生長Al_xGa_1-xN合金薄膜層時，通過對Al/Ga摩爾比的控制，實現(xiàn)對Al_xGa_1-xN的Al組分的調節(jié)，Al組分范圍為0≤x≤0.8，且Al組分連續(xù)可變，隨Al/(Ga+Al)摩爾比線性變化；Al組分的控制方法是：設置TMAl流量為一定值，保持注入Al的摩爾量一定，變化TMGa的通入流量，降低Ga和Al摩爾比范圍從5.8至0.46。

2.根據(jù)權利要求1所述的提高鋁摻入效率獲得高鋁組分鋁鎵氮合金的生長方法，其特征是Ga和Al的摩爾比Ga/Al＝1.17，得到Al_0.54Ga_0.46N合金薄膜。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的提高鋁摻入效率獲得高鋁組分鋁鎵氮合金的生長方法，其特征是采用質量流量控制器設置TMAl流量為40sccm。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的提高鋁摻入效率獲得高鋁組分鋁鎵氮合金的生長方法，其特征是生長過程中，采用原位光學干涉譜監(jiān)測鋁鎵氮層生長過程中生長速率、組分和表面粗糙度的變化，并根據(jù)情況調整生長條件。

5.根據(jù)權利要求3所述的提高鋁摻入效率獲得高鋁組分鋁鎵氮合金的生長方法，其特征是生長過程中，采用原位光學干涉譜監(jiān)測鋁鎵氮層生長過程中生長速率、組分和表面粗糙度的變化，并根據(jù)情況調整生長條件。