[外延芯片]MOVCD生长氮化物外延层的方法
摘要: 一种用MOVCD生长氮化物外延层和氮化物发光二极管结构外延片的方法,它采用MOCVD技术
一种用MOVCD生长氮化物外延层和氮化物发光二极管结构外延片的方法,它采用MOCVD技术,利用高纯NH3做N源,高纯H↓[2]或N↓[2]做载气,三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)和三甲基铟(TMIn)和三甲基铝(TMAl)分别做Ga源和In源和Al源;衬底为蓝宝石(Al2O3);该方法包括在MOCVD反应室中把蓝宝石衬底加热到500℃,在H↓[2]气氛下,通入三甲基镓(TMGa)生长一GaN层,在高温(~1200℃)H↓[2]气氛下,GaN和衬底表层的蓝宝石(Al↓[2]O↓[3])发生反应,可以更好地清除蓝宝石表面的损伤层及其表面的污染,也可以在蓝宝石表面腐蚀出纳米量级的微坑,这些微坑对改善外延层的质量有好处,更重要的是可以增加LED的出光效率。
主权项
一种MOVCD生长氮化物外延层方法,它采用MOCVD技术,利用高纯NH3做N源,高纯H2或N2做载气,三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)和三甲基铟(TMIn)和三甲基铝(TMAl)分别做Ga源和In源和Al源;衬底为蓝宝石(Al2O3);其特征在于,该方法包括以下步骤: 步骤一,在MOCVD反应室中把蓝宝石衬底加热到500℃和900℃之间,用H2或N2气作载气,通入三甲基镓(TMGa)和NH3在蓝宝石表面生长一GaN牺牲层;其厚度在10纳米到200纳米之间; 步骤二,GaN牺牲层生长完毕之后,停止向反应室通入三甲基镓(TMGa),继续向反应室通入NH3,继续向反应室通入H2或N2气,同时将生长温度升高到1100℃以上; 步骤三,当生长温度升高到1100℃以上地某一设定的温度之后,停止向反应室通入NH3,只向反应室通入H2或H2和N2的混合气,使GaN牺牲层分解,同时和蓝宝石表面发生反应; 步骤四,在H2气氛下或H2和N2的混合气氛下或N2气氛下,把MOCVD反应室温度降低至500℃到900℃的某一设定温度,通入三甲基镓(TMGa)和NH3生长GaN成核层,其厚度控制在10纳米到50纳米之间; 步骤五,GaN成核层生长完毕之后,停止向反应室通入三甲基镓(TMGa),继续向反应室通入NH3,继续向反应室通入H2或N2气,同时将生长温度升高到1000℃以上的某一设定温度,使GaN成核层达到退火的目的; 步骤六,继续向反应室通入NH3,继续向反应室通入H2或N2气,将温度保持在1000℃以上的某一设定温度,同时向反应室通入三甲基镓(TMGa),开始在高温下生长高质量的GaN外延层。
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