[发明专利]一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术

权利要求书

1.一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术，包括采用在蓝宝石衬底上通过蚀刻的方法得到的图形化衬底PSS(Pattern Sapphire Substrate)，使用MOCVD设备在蓝宝石衬底C(0001)面上生长GaN晶体，其特征在于：

1)、将衬底材料温度加热到470～570℃，通入Ga元素MO源和作为N源的NH3生长GaN晶体成核层材料；

2)、停止通入Ga元素MO源并迅速将衬底材料升温至980～1090℃；

3)、通入Ga元素MO源进行GaN晶体再结晶生长；

4)、停止通入Ga元素MO源并迅速将衬底材料降温至470～570℃；

5)、通入Ga元素MO源再次进行GaN晶体成核三维生长；

6)、停止通入Ga元素MO源并迅速将衬底材料升温至980～1090℃；

7)、通入Ga元素MO源进行GaN晶体再结晶生长；

8)、在1060～1090℃的温度，150Torr～300Torr的压力下通入Ga元素MO源和作为N源的NH3进行GaN体材料的生长。

2.如权利要求1所述的一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术，其特征在于权利要求1所述的1)至7)七个反应过程中，反应室的压力均控制在400Torr～700Torr。

3.如权利要求1所述的一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术，其特征在于权利要求1所述的2)和6)两个过程中，衬底片温度从470～570℃迅速升高至980～1090℃，在达到设定温度后，分别由过程2)进入过程3)和由过程6)进入过程7)，两个过程转换之间维持温度不低于980℃的时间均不超过20分钟。

4.如权利要求1所述的一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术，其特征在于权利要求1所述的2)和6)两个过程中，衬底片温度从470～570℃迅速升高至980～1090℃，温度上升到980℃时，从980℃升温至设定温度的时间不超过20分钟。

5.如权利要求1所述的一种在蓝宝石图形化衬底上生长高质量GaN晶体材料的生长技术，其特征在于要求1所述的1)至7)七个反应过程中，作为N源的NH3气流始终保持开通状态。