[外延芯片]MOVCD生長氮化物外延層的方法
摘要: 一種用MOVCD生長氮化物外延層和氮化物發光二極管結構外延片的方法,它采用MOCVD技術
一種用MOVCD生長氮化物外延層和氮化物發光二極管結構外延片的方法,它采用MOCVD技術,利用高純NH3做N源,高純H↓[2]或N↓[2]做載氣,三甲基鎵(TMGa)或三乙基鎵(TEGa)和三甲基銦(TMIn)和三甲基鋁(TMAl)分別做Ga源和In源和Al源;襯底為藍寶石(Al2O3);該方法包括在MOCVD反應室中把藍寶石襯底加熱到500℃,在H↓[2]氣氛下,通入三甲基鎵(TMGa)生長一GaN層,在高溫(~1200℃)H↓[2]氣氛下,GaN和襯底表層的藍寶石(Al↓[2]O↓[3])發生反應,可以更好地清除藍寶石表面的損傷層及其表面的污染,也可以在藍寶石表面腐蝕出納米量級的微坑,這些微坑對改善外延層的質量有好處,更重要的是可以增加LED的出光效率。
主權項
一種MOVCD生長氮化物外延層方法,它采用MOCVD技術,利用高純NH3做N源,高純H2或N2做載氣,三甲基鎵(TMGa)或三乙基鎵(TEGa)和三甲基銦(TMIn)和三甲基鋁(TMAl)分別做Ga源和In源和Al源;襯底為藍寶石(Al2O3);其特征在于,該方法包括以下步驟: 步驟一,在MOCVD反應室中把藍寶石襯底加熱到500℃和900℃之間,用H2或N2氣作載氣,通入三甲基鎵(TMGa)和NH3在藍寶石表面生長一GaN犧牲層;其厚度在10納米到200納米之間; 步驟二,GaN犧牲層生長完畢之后,停止向反應室通入三甲基鎵(TMGa),繼續向反應室通入NH3,繼續向反應室通入H2或N2氣,同時將生長溫度升高到1100℃以上; 步驟三,當生長溫度升高到1100℃以上地某一設定的溫度之后,停止向反應室通入NH3,只向反應室通入H2或H2和N2的混合氣,使GaN犧牲層分解,同時和藍寶石表面發生反應; 步驟四,在H2氣氛下或H2和N2的混合氣氛下或N2氣氛下,把MOCVD反應室溫度降低至500℃到900℃的某一設定溫度,通入三甲基鎵(TMGa)和NH3生長GaN成核層,其厚度控制在10納米到50納米之間; 步驟五,GaN成核層生長完畢之后,停止向反應室通入三甲基鎵(TMGa),繼續向反應室通入NH3,繼續向反應室通入H2或N2氣,同時將生長溫度升高到1000℃以上的某一設定溫度,使GaN成核層達到退火的目的; 步驟六,繼續向反應室通入NH3,繼續向反應室通入H2或N2氣,將溫度保持在1000℃以上的某一設定溫度,同時向反應室通入三甲基鎵(TMGa),開始在高溫下生長高質量的GaN外延層。
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