一种硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法

技术特征：
1.一种硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)准备好硅图形化衬底，所述硅图形化衬底上设有沟槽和掩膜层sio2；2)采用mocvd的方法在硅的(1-11)面生长aln层；3)采用mocvd的方法，在所述aln层上高温生长第一层gan，使第一层gan刚好填补所述硅图形化衬底的沟槽；4)在所述第一层gan上继续低温生长第二层gan，并使第一层gan和第二层gan愈合，最终得到具有光滑表面的半极性(11-22)面的氮化镓外延层的样品。2.根据权利要求1所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述掩膜层sio2位于硅的(113)面，所述沟槽为沿硅的[21-1]开设的平行沟槽，且沟槽的长斜边为硅的(1-11)面。3.根据权利要求2所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤2)中生长aln层的生长温度为1100-1200℃，生长时间为8-12min，所述aln层的
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/ⅲ比为600-800。4.根据权利要求3所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤3)中高温生长第一层gan的生长温度为1050-1150℃，生长时间为50-70min，所述第一层gan的
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/ⅲ比为1200-1700。5.根据权利要求4所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤4)中低温生长第二层gan的生长温度为1000-1100℃，生长时间为80-100min，所述第二层gan的
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/ⅲ比为1200-1700。6.根据权利要求5所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤4)中的氮化镓外延层的表面粗糙度为5-50nm。7.根据权利要求6所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤2)～4)中的mocvd的方法具体为：用载气(氢气或氮气)携带金属有机化合物(mo)源和n源以气态的形式输送到反应室进行反应。8.根据权利要求7所述的硅衬底上生长半极性(11-22)面氮化镓的方法，其特征在于，所述步骤2)中生长aln层时，al源为三甲基铝(tmal)，n源为氨气(nh3)；所述步骤3)和4)中生长gan时，ga源为三甲基镓(tmga)，n源为氨气(nh3)。

技术总结
本发明涉及一种硅图形化衬底上外延生长高质量半极性(11-22)面氮化镓的方法。本发明通过改进的高温-低温氮化镓层生长法，先在图形化硅衬底的(1-11)面上生长一层氮化铝，然后高温生长一层氮化镓填上图形沟槽，最后再低温生长氮化镓，最终得到具有光滑表面的半极性(11-22)面氮化镓外延层。该方法制得的样品能够有效改善极性面氮化镓具有的量子限制斯塔克效应，减小了量子限制斯塔克效应在光电半导体器件对发光性能的影响。体器件对发光性能的影响。


技术研发人员：赵桂娟 茆邦耀 邢树安 刘贵鹏
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：2022.09.06
技术公布日：2022/11/22