提升AlGaN/AlN多量子阱界面质量的生长方法与流程

文档序号:20836264发布日期:2020-05-22 16:54阅读:来源:国知局

技术特征:

1.提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是在多量子阱生长过程中包括如下步骤:

1)选择衬底,转移入金属有机物化学气相沉积系统中,依次进行成核层、缓冲层、n型掺杂层生长;

2)进行量子垒的生长;

3)暂定生长进行吹扫;

4)进行量子阱的生长;

5)暂定生长进行吹扫;

6)多周期重复进行步骤2)-5),生长多量子阱结构有源层;

7)进行p型掺杂层生长,降低温度进行原位氮气退火。

8)生长结束,降温取出薄膜材料。

2.根据权利要求1所述的提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是所述步骤1)中,衬底为(0001)面蓝宝石衬底;成核层为aln薄膜,厚度为20-100nm;缓冲层为algan薄膜,铝组分为1-0.5,厚度为1000-2500nm;n型掺杂层为algan薄膜,铝组分为0.6-0.4,厚度1000-2500nm,掺杂浓度为5e17-2e19cm3。。

3.根据权利要求1所述的提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是所述步骤2)中,量子垒为aln层,生长过程中ⅲ族源为三甲基铝,ⅴ族源为高纯氨气,三甲基铝、高纯氨气交替通入反应室,首先通入三甲基铝时间为2-6s,再通入高纯氨气时间为2-6s,交替周期2-20个,ⅲ族源与ⅴ族源的摩尔量之比为500-1000,反应室内生长温度为1050-1150℃,压力为50-150torr,厚度为2-20nm。

4.根据权利要求1所述的提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是所述步骤3)中,反应室温度为1050-1150℃,压力为50-150torr,通入高纯氨气,时间为5-10s。

5.根据权利要求1所述的提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是所述步骤4)中量子阱为algan层,ⅲ族源为三甲基镓和三甲基铝,ⅴ族源为nh3,三甲基镓、三甲基铝、高纯氨气同时通入反应室,通入时间为10-60s,ⅲ族源与ⅴ族源的摩尔量之比为1500-3000,铝组分为0.5-0,生长温度1050-1150℃,压力50-150torr,厚度为2-10nm。

6.根据权利要求1所述的提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是所述步骤5)中,反应室温度为1050-1150℃,压力为50-150torr,通入高纯氨气,时间为5-10s。

7.根据权利要求1所述的一种提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是所述步骤6)重复周期数为2-20个,有源层总厚度为20-200nm。

8.根据权利要求1所述的提升algan/aln多量子阱界面质量的生长方法,其特征是所述步骤7)p型掺杂层为algan薄膜,铝组分为0.5-0,厚度100-350nm,掺杂浓度为5e17-2e19cm3,氮气原位退火温度650-850℃,退火时间60-600s。


技术总结
本发明涉及一种提升AlGaN/AlN多量子阱界面质量的生长方法,本发明是在MOCVD设备中进行的,在AlGaN量子阱和AlN量子垒周期性切换时中断生长,抑制界面组分渐变层的形成;同时在AlN生长过程中周期性的交替提供Ⅲ、Ⅴ族源,减少反应源之间的预反应,增加金属原子的横向迁移能力,改善AlN表面形貌,增强界面陡峭度,提升AlGaN与AlN间的界面质量。本发明的优点:本发明可以降低AlN生长温度,并且保证AlN的表面平整性,实现AlGaN和AlN的同温度生长,同时能抑制界面组分渐变层的形成,增强界面陡峭度,提升界面质量,方法经济节约,简单易行,外延材料性能好,是实现AlGaN/AlN多量子阱结构高质量、低成本生长的有效解决方案。

技术研发人员:罗伟科;李忠辉
受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第五十五研究所
技术研发日:2019.10.16
技术公布日:2020.05.22
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