[发明专利]一种氮化物单晶薄膜的应变调控方法

摘要

本发明是一种氮化物单晶薄膜的应变调控方法，其特征是它包括以下步骤：1）单晶衬底在反应室内高温烘烤；2）在单晶衬底上制备Al浸润层；3）在Al浸润层上制备AlN缓冲层；4）在AlN缓冲层上制备超晶格缓冲层；5）在超晶格缓冲层上制备氮化物单晶薄膜；6）降至室温，取出。优点：通过沉积铝浸润层和较厚的AlN缓冲层可以释放部分晶格失配和热失配应力。AlN/GaN超晶格缓冲层的加入会进一步缓冲应力。通过调节AlN/GaN超晶格缓冲层中AlN和GaN的厚度控制氮化物外延单晶薄膜所受的应力（如张应力、压应力、无应力等）类型。超晶缓冲层可以根据需要通过掺杂形成n或p型或高阻等导电类型。结构简单，工艺可控。

主权项

一种氮化物单晶薄膜的应变调控方法，其特征是该方法包括以下步骤：1）将单晶衬底放入反应室，高温烘烤；将单晶衬底放入MOCVD反应室内，升温至1050‑1180℃，反应室压力50‑100torr，氢气气氛烘烤10分钟；2）降温至850‑1180℃，反应室压力50‑200torr，通入三甲基铝，在单晶衬底上生长0.5‑3nm厚铝浸润层；3）通入高纯氨气，在铝浸润层上生长30‑300nm厚AlN缓冲层，切换三甲基铝至旁路；4）氨气保护变温至850‑1180℃，反应室压力30‑200Torr，通入三甲基镓，在氮化铝AlN缓冲层上生长1‑5nm厚GaN，切换三甲基镓至旁路，通入三甲基铝，在GaN上生长1‑5nm厚AlN，切换三甲基铝至旁路，通入三甲基镓，依次生长GaN/AlN超晶格缓冲层，超晶格的总周期数5‑30个，厚度10‑300nm，关闭三甲基铝；5）温度1060℃，压力200Torr，通入三甲基镓，在GaN/AlN超晶格缓冲层上生长2µm厚GaN单晶薄膜；关闭三甲基镓；6）氨气保护降至室温，取出。