一种在复合结构衬底上异质外延生长GaN的方法与流程

文档序号:37374934发布日期:2024-03-22 10:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,步骤s1中,所述表面处理的方法为:首先对所述多晶sic基底材料表面进行抛光和清洗处理,然后移入高温化学气相沉积设备中,在1400~1700℃下通入h2,进行表面微刻蚀处理。

3.根据权利要求1所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,步骤s2中,所述石墨烯层生长在金属衬底上,层数为1~10层,所述转移为湿法转移。

4.根据权利要求1所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,步骤s2中,所述退火处理在惰性气氛中进行,退火温度350℃~550℃,退火时间5~10min。

5.根据权利要求1所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,步骤s3中,所述原位等离子体预处理的方法为:将所述复合结构衬底置于peald设备中,通入氮气,采用远程等离子模式产生氮等离子体,原位处理衬底表面,处理rf功率20~100w,时间15~90s。

6.根据权利要求1所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,步骤s4中,所述沉积aln成核层的方法为:在peald设备中通入tma与nh3作为al源与n源,一个沉积周期中先通入200~500ms的tma,随后n2吹扫2~10s,之后通入100~1000ms的nh3,最后n2吹扫10~40s,重复100个沉积周期。

7.根据权利要求1所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,步骤s5中,所述沉积sinx保护层的方法为:在peald设备中通入sih2cl2与nh3作为si源与n源,一个沉积周期中先通入10~100ms的sih2cl2,随后n2吹扫1~10s,之后通入3~6s的nh3,最后n2吹扫1~5s,重复5个沉积周期。

8. 根据权利要求1所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法,其特征在于,步骤s6中,所述外延生长aln加厚层、gan层的方法为:将沉积有aln成核层和sinx保护层的复合结构衬底置于mocvd设备中,通入h2/nh3混合气体1~5min,在500~700℃下进行热处理,之后将温度升至1100℃, 在tma/nh3/h2气氛下生长aln层,加厚aln层至总厚度20~100nm;之后在tmga/nh3/h2气氛下生长gan基材料。

9.权利要求1~8任一项所述的在复合结构衬底上异质外延生长gan的方法制备的gan基外延结构。


技术总结
本发明公开了一种在复合结构衬底上异质外延生长GaN的方法,包括:多晶SiC基底材料表面处理;将石墨烯层转移至多晶SiC基底材料表面,并退火处理,形成复合结构衬底;在原子层沉积设备中对复合结构衬底表面进行原位等离子处理,沉积AlN成核层,SiN<subgt;x</subgt;保护层;之后利用有机气相化学沉积设备加厚AlN层,并生长GaN基材料。本发明方法可获得与GaN基材料之间热膨胀系数失配较低的复合衬底,降低后续生长的GaN基薄膜的应力,同时规范衬底面内晶格排列,提升GaN基外延薄膜的晶体质量。

技术研发人员:何俊蕾,彭若诗,刘洋博文,袁俊,杨冰,沈晓安
受保护的技术使用者:湖北九峰山实验室
技术研发日:
技术公布日:2024/3/21
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