[发明专利]具有In掺杂的低温生长P型GaN外延方法

权利要求书

1.一种具有In掺杂的低温生长P型GaN外延方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤一，将衬底在氢气气氛里进行退火，清洁所述衬底表面，温度控制在1030～

1200℃之间，然后进行氮化处理；

步骤二，将温度下降到500-650℃之间，生长20-30 nm厚的低温GaN缓冲层，生长压力控制在300-760 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在500-3200之间；

步骤三，所述低温GaN缓冲层生长结束后，停止通入TMGa，将衬底温度升高至900-1200℃之间，对所述低温GaN缓冲层原位进行热退火处理，退火时间在5-30min之间，退火之后，将温度调节至1000-1200℃之间，外延生长厚度为0.5-2μm间的高温GaN缓冲层，生长压力在100-500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300-3000之间；

步骤四，所述高温GaN缓冲层生长结束后，生长一层掺杂浓度稳定的N型GaN层，厚度在1.2-4.2 um，生长温度在1000-1200℃之间，压力在100-600 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300-3000之间；

步骤五，所述N型GaN层生长结束后，生长浅量子阱，生长温度在700-900℃之间，生长压力在100-600 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300-5000之间，所述浅量子阱由2-10个周期的In_xGa_1-XN(0.04<x<0.4)/GaN 多量子阱组成，所述浅量子阱的厚度在2-5 nm之间；

步骤六，所述浅量子阱生长结束后，生长发光层多量子阱，生长温度在720-820℃之间，压力在100-500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300-5000之间，所述发光层多量子阱由3-15个周期的In_yGa_1-yN(x<y<1)/GaN 多量子阱组成，所述发光层多量子阱的厚度在2-5 nm之间；所述发光层多量子阱中In的摩尔组分含量在10%-50%之间保持不变；垒层厚度不变，厚度在10-15 nm之间，生长温度在820-920℃之间，压力在100-500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300-5000之间；

步骤七，所述发光层多量子阱生长结束后，以N₂作为载气生长厚度10-100nm之间的In掺杂p 型GaN层，生长温度在620-820℃之间，生长时间在5-35min之间，压力在100-500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300-5000之间；

步骤八，所述p 型GaN层生长结束后，生长厚度10-50nm之间的p 型AlGaN层，生长温度在900-1100℃之间，生长时间在5-15min之间，压力在50-500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在1000-20000之间；

步骤九，所述p 型AlGaN层生长结束后，生长厚度100-800nm之间的p 型GaN层，生长温度在850-950℃之间，生长时间在5-30min之间，压力在100-500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在300-5000之间；

步骤十，所述P型GaN层生长结束后，生长厚度5-20nm之间的p接触层，生长温度在850-1050℃之间，生长时间在1-10min之间，压力在100-500 Torr之间，Ⅴ /Ⅲ摩尔比在1000-20000之间；

步骤十一，将反应室的温度降至650-800℃之间，采用纯氮气氛围进行退火处理2～15min，然后降至室温，即得。

2. 根据权利要求1所述的具有In掺杂的低温生长P型GaN外延方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述衬底材料为蓝宝石、GaN单晶、单晶硅或碳化硅单晶。

3.根据权利要求1所述的具有In掺杂的低温生长P型GaN外延方法，其特征在于，在所述步骤七中，所述In掺杂p 型GaN层的In的摩尔组分含量为5%-30%。

4. 根据权利要求1、2或3所述的具有In掺杂的低温生长P型GaN外延方法，其特征在于，在所述步骤八中，所述p 型AlGaN层的 Al的摩尔组分含量控制在10%-30%之间。