CN108010956A - 一种硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，包括在硅衬底上依次生长的非掺杂N极性面GaN缓冲层、碳掺杂N极性GaN层、非掺杂N极性面AlxGa1‑xN层、非掺杂N极性面AlN插入层、非掺杂N极性面GaN层、N极性InGaN层；其中x＝0.3～0.8。本发明还公开了上述硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构的制备方法。本发明在硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构能够提高AlxGa1‑xN/GaN异质结界面质量，有效提高后期制备GaN整流器高频性能并有效减小增强型器件制备难度。
Description
技术领域
本发明涉及GaN整流器，特别涉及一种硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构及其制备方法。
背景技术
以GaN为代表的III族氮化物材料是新一代高频整流器的热点材料，由于其较宽的禁带宽度、优异的导电导热特性、高临界击穿电场、高极限工作温度等优良材料特性，被视为最有可能实现整流器件小型化与集成化的战略材料。然而由于传统GaN整流器外延结构存在器件二维电子限阈性不强、材料内部极化电场影响、高质量AlGaN/GaN异质结生长困难、难以制备增强型器件等原因限制了GaN整流器在高频传能方面的发展与应用。N极性面III族氮化物材料制备工艺的日渐成熟，N极性材料的优点日渐凸显，被一度视为传统金属极性III族氮化物材料的完美替代。由于N极性面III族氮化物材料相比于传统金属极性面III族氮化物具有相反的内建电场方向、更活泼的表面状态、更好的二维电子气限阈性且更易于加工增强型器件等突出优势，使得N极性面III族氮化物整流器件的研制成为目前的实时热点。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，器件工作灵敏度高，实现器件高频工作。
本发明的另一目的在于提供上述硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，包括在硅衬底上依次生长的非掺杂N极性面GaN缓冲层、碳掺杂N极性GaN层、非掺杂N极性面AlxGa1-xN层、非掺杂N极性面AlN插入层、非掺杂N极性面GaN层、N极性InGaN层；其中x＝0.3～0.8。
所述非掺杂N极性面GaN缓冲层包括非掺杂N极性面AlN缓冲层和非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层；所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层生长在非掺杂N极性面AlN缓冲层上面，非掺杂N极性面AlN缓冲层生长在硅衬底上；y＝0.15～0.45；所述非掺杂N极性面GaN缓冲层的厚度为600-800nm；所述非掺杂N极性面AlN缓冲层的厚度为140-220nm。
所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层的厚度650-680nm。
碳掺杂N极性GaN层的厚度为80-180nm，掺杂浓度为5.9×1018～5.0×1019cm-3。
所述非掺杂N极性面AlxGa1-xN层的厚度为300-450nm。
所述非掺杂N极性面AlN插入层的厚度为2-15nm。
所述非掺杂N极性面GaN层的厚度为500-1500nm。
所述非掺杂N极性InGaN层厚度为80-150nm。
所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构的制备方法，包括以下步骤：
(1)衬底及其晶向的选取：采用单晶硅衬底，以Si(111)密排面为外延面，以方向作为材料外延生长方向；
(2)衬底表面清洗：将硅衬底依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水三种介质中，依次超声清洗5-15min，取出后用去离子水冲洗并使用热高纯氮气吹干；
(3)非掺杂N极性面AlN缓冲层外延生长：采用脉冲激光沉积工艺，将洁净衬底放入真空室中，将衬底温度升高至420-500℃，腔体内真空度抽至2.0×10-4-4.0×10-4torr，激光能量为250-320mJ，激光频率为15-30Hz，氮气流量为2-10sccm，富N条件下生长N极性AlN薄膜，Al源为AlN高纯陶瓷靶材；
(4)非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层外延生长：采用MOCVD技术，将已制备N极性AlN样品放入生长腔室内，将腔室真空度抽至2.0×10-6-4.0×10-6torr，温度升至950-1000℃，并向腔室内通入NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝，在步骤(3)得到的外延片上外延生长非掺杂N极性面成分渐变AlyGa1-yN层；所述气相沉积中，反应室气压为180-220torr，NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝流量分别为30-50slm、60-100slm、15-24slm、400-450sccm；
(5)碳掺杂N极性GaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(7)膜层生长后，关闭三甲基铝与H2的气路，将腔体温度降为770-800℃并向腔室内通入NH3、N2、CH4、三甲基镓，在外延片上原位生长碳掺杂N极性面GaN层。所述气相沉积中反应室气压为180-240torr，NH3、N2、CH4、三甲基镓流量分别为20-50slm、60-90slm、120-150sccm、450-520sccm；
(6)非掺杂N极性面AlxGa1-xN层外延生长：采用与步骤(4)相同的工艺条件，通过调整三甲基铝流量与生长温度调控膜层Al组分变化；
(7)非掺N极性面AlN插入层生长：在MOCVD完成步骤(6)膜层生长后，关闭三甲基镓和N2气路供应，将腔体温度升至1000-1100℃并向腔室内通入NH3、H2和三甲基铝，外延生长N极性面AlN插入层。所述气相沉积腔体气压为180-220torr，NH3、H2、三甲基铝流量分别为30-50slm、10-20slm、350-440sccm；
(8)非掺杂N极性面GaN层外延生长：在步骤(5)工艺基础上，关闭腔室内CH4供应，并将NH3、N2、三甲基镓流量分别为50-80slm、60-80slm、500-750sccm；
(9)非掺杂N极性面InGaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(8)膜层生长后，将生长温度降为740～760℃，通入NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟，外延生长N极性面InGaN层；所述气相沉积中腔体气压为180-220torr，NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟流量分别为30-50slm、55-80slm、100-150sccm、500-750sccm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明对整流器外延结构进行功能性设计，在AlGaN/GaN异质结界面插入一层极薄N极性AlN薄膜，有效增大AlGaN/GaN异质结界面处二维电子气浓度，在GaN沟道层表面生长金属极性InGaN层，通过相反极化电场的引入对AlGaN/GaN异质结内部极化电场进行调制，有效降低AlGaN/GaN界面处二维电子气限阈性。
(2)本发明使用N极性III族氮化物作为器件基础材料，相比于传统金属极性面III族氮化物材料，能够有效增加AlGaN/GaN异质结界面二维电子气限阈性，有效提高器件栅控特性并有效降低后续器件加工难度。
(3)本发明采用脉冲激光沉积结合MOCVD的低温结合高温两步法生长器件所需材料，可有效抑制III族氮化物与硅衬底在高温下存在的回熔刻蚀反应，有效降低MOCVD生长AlN过程中存在的寄生预反应对后续器件外延结构生长带来的不利影响。
附图说明
图1是本发明生长硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构示意图。
图2是N极性AlN薄膜生长过程中的原位RHEED图片。
图3是N极性GaN(0002)薄膜X射线摇摆曲线测试图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，本实施例的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，包括在硅衬底1上依次生长的非掺杂N极性面GaN缓冲层(包括N极性面GaN缓冲层包括非掺杂N极性面AlN缓冲层2和非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层3)、碳掺杂N极性GaN层4、非掺杂N极性面AlxGa1-xN层5、非掺杂N极性面AlN插入层6、非掺杂N极性面GaN层7、N极性InGaN层8；其中x＝0.3，y＝0.15～0.45。
本实施例的非掺杂N极性面GaN缓冲层为750nm，其中非掺杂N极性面AlN缓冲层厚度为150nm，非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN(由下往上y＝0.35，0.18)缓冲层厚度为650nm；所述碳掺杂N极性面GaN层厚度为80nm；所述非掺杂N极性面AlxGa1-xN(x＝0.3)层厚度为300nm；所述非掺杂N极性面AlN插入层厚度为15nm；所述非掺杂N极性面GaN层厚度为1500nm；所述N极性InGaN层厚度为80nm。
本实施例的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构的制备方法如下：
(1)衬底及其晶向的选取：采用单晶硅衬底，以Si(111)密排面为外延面，以方向作为材料外延生长方向；
(2)衬底表面清洗：将硅衬底依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水三种介质中，依次超声清洗5min，取出后用去离子水冲洗并使用热高纯氮气吹干；
(3)非掺杂N极性面AlN缓冲层外延生长：采用脉冲激光沉积工艺，将洁净衬底放入真空室中，将衬底温度升高至450℃，腔体内真空度抽至2.0×10-4torr，激光能量为300mJ，激光频率为15Hz，氮气流量为4sccm，富N条件下生长N极性AlN薄膜，Al源为AlN高纯陶瓷靶材；
(4)非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层外延生长：采用MOCVD技术，将已制备N极性AlN样品放入生长腔室内，将腔室真空度抽至3.0×10-6torr，温度升至980℃，并向腔室内通入NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝，步骤(3)得到的外延片上外延生长非掺杂N极性面成分渐变AlyGa1-yN层(由下往上，y＝0.35,0.18)；所述气相沉积中，反应室气压为200torr，NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝流量分别为40/20slm(当y＝0.35时，流量为40slm；当y＝0.18时，流量为20slm)、70slm、17slm、440sccm；
(5)碳掺杂N极性GaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(4)膜层生长后，关闭三甲基铝与H2的气路，将腔体温度降为780℃并向腔室内通入NH3、N2、CH4、三甲基镓，在外延片上原位生长碳掺杂N极性面GaN层。所述气相沉积中反应室气压为200torr，NH3、N2、CH4、三甲基镓流量分别为40slm、70slm、135sccm、500sccm；
(6)非掺杂N极性面AlxGa1-xN层外延生长：采用与步骤(4)相同的工艺条件，通过调整三甲基铝流量与生长温度调控膜层Al组分变化；
(7)非掺N极性面AlN插入层生长：在MOCVD完成步骤(6)膜层生长后，关闭三甲基镓和N2气路供应，将腔体温度升至1050℃并向腔室内通入NH3、H2和三甲基铝，外延生长N极性面AlN插入层。所述气相沉积腔体气压为200torr，NH3、H2、三甲基铝流量分别为40slm、12slm、400sccm；
(8)非掺杂N极性面GaN层外延生长：在步骤(5)工艺基础上，关闭腔室内CH4供应，并将NH3、N2、三甲基镓流量分别为60slm、70slm、700sccm；
(9)非掺杂N极性面InGaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(8)膜层生长后，将生长温度降为740～760℃，通入NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟，外延生长N极性面InGaN层。所述气相沉积中腔体气压为200torr，NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟流量分别为40slm、60slm、120sccm、500sccm。
上述生长的GaN整流器外延结构示意图如图1所示，其中，通过生长过程中原位高能电子束衍射图(如图2所示)，可看出，该生长条件下生长的外延结构中，GaN薄膜为N极性GaN薄膜。且该薄膜在GaN(0001)面上的X射线摇摆曲线半高宽值为0.094°，薄膜晶体质量良好(见图3)。
实施例2
本实施例的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构的制备方法如下：
(1)衬底及其晶向的选取：采用单晶硅衬底，以Si(111)密排面为外延面，以方向作为材料外延生长方向；
(2)衬底表面清洗：将硅衬底依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水三种介质中，依次超声清洗5min，取出后用去离子水冲洗并使用热高纯氮气吹干；
(3)非掺杂N极性面AlN缓冲层外延生长：采用脉冲激光沉积工艺，将洁净衬底放入真空室中，将衬底温度升高至420℃，腔体内真空度抽至2.0×10-4torr，激光能量为250mJ，激光频率为15Hz，氮气流量为2sccm，富N条件下生长N极性AlN薄膜，Al源为AlN高纯陶瓷靶材；
(4)非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层外延生长：采用MOCVD技术，将已制备N极性AlN样品放入生长腔室内，将腔室真空度抽至2.0×10-6torr，温度升至950℃，并向腔室内通入NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝，步骤(3)得到的外延片上外延生长非掺杂N极性面成分渐变AlyGa1-yN层；所述气相沉积中，反应室气压为180torr，NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝流量分别为30slm、60slm、15slm、400sccm；
(5)碳掺杂N极性GaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(4)膜层生长后，关闭三甲基铝与H2的气路，将腔体温度降为770℃并向腔室内通入NH3、N2、CH4、三甲基镓，在外延片上原位生长碳掺杂N极性面GaN层。所述气相沉积中反应室气压为180torr，NH3、N2、CH4、三甲基镓流量分别为30slm、60slm、120sccm、450sccm；
(6)非掺杂N极性面AlxGa1-xN层外延生长：采用与步骤(4)相同的工艺条件，通过调整三甲基铝流量与生长温度调控膜层Al组分变化；
(7)非掺N极性面AlN插入层生长：在MOCVD完成步骤(6)膜层生长后，关闭三甲基镓和N2气路供应，将腔体温度升至1000℃并向腔室内通入NH3、H2和三甲基铝，外延生长N极性面AlN插入层。所述气相沉积腔体气压为180torr，NH3、H2、三甲基铝流量分别为30slm、10slm、350sccm；
(8)非掺杂N极性面GaN层外延生长：在步骤(5)工艺基础上，关闭腔室内CH4供应，并将NH3、N2、三甲基镓流量分别为50slm、60slm、500sccm；
(9)非掺杂N极性面InGaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(8)膜层生长后，将生长温度降为740℃，通入NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟，外延生长N极性面InGaN层；所述气相沉积中腔体气压为180torr，NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟流量分别为30slm、55slm、100sccm、520sccm。
本实施例制备得到的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，包括在硅衬底上依次生长的非掺杂N极性面GaN缓冲层、碳掺杂N极性GaN层、非掺杂N极性面AlxGa1-xN层、非掺杂N极性面AlN插入层、非掺杂N极性面GaN层、N极性InGaN层；其中x＝0.4。所述N极性面GaN缓冲层包括非掺杂N极性面AlN缓冲层和非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层；所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层在非掺杂N极性面AlN缓冲层上面，非掺杂N极性面AlN缓冲层生长在硅衬底上；y＝0.45；所述非掺杂N极性面GaN缓冲层的厚度为600nm；所述非掺杂N极性面AlN缓冲层的厚度为140nm。所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层的厚度650nm。所述碳掺杂N极性GaN层的厚度为80nm，掺杂浓度为5.9×1018cm-3。
本实施例制备的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构测试结果与实施例1类似，在此不再赘述。
实施例3
(1)衬底及其晶向的选取：采用单晶硅衬底，以Si(111)密排面为外延面，以方向作为材料外延生长方向；
(2)衬底表面清洗：将硅衬底依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水三种介质中，依次超声清洗15min，取出后用去离子水冲洗并使用热高纯氮气吹干；
(3)非掺杂N极性面AlN缓冲层外延生长：采用脉冲激光沉积工艺，将洁净衬底放入真空室中，将衬底温度升高至500℃，腔体内真空度抽至4.0×10-4torr，激光能量为320mJ，激光频率为0Hz，氮气流量为10sccm，富N条件下生长N极性AlN薄膜，Al源为AlN高纯陶瓷靶材；
(4)非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层外延生长：采用MOCVD技术，将已制备N极性AlN样品放入生长腔室内，将腔室真空度抽至4.0×10-6torr，温度升至1000℃，并向腔室内通入NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝，步骤(3)得到的外延片上外延生长非掺杂N极性面成分渐变AlyGa1-yN层；所述气相沉积中，反应室气压为220torr，NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝流量分别为35slm、100slm、24slm、450sccm；
(5)碳掺杂N极性GaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(6)膜层生长后，关闭三甲基铝与H2的气路，将腔体温度降为800℃并向腔室内通入NH3、N2、CH4、三甲基镓，在外延片上原位生长碳掺杂N极性面GaN层。所述气相沉积中反应室气压为240torr，NH3、N2、CH4、三甲基镓流量分别为50slm、90slm、150sccm、520sccm；
(6)非掺杂N极性面AlxGa1-xN层外延生长：采用与步骤(4)相同的工艺条件，通过调整三甲基铝流量与生长温度调控膜层Al组分变化；
(7)非掺N极性面AlN插入层生长：在MOCVD完成步骤(6)膜层生长后，关闭三甲基镓和N2气路供应，将腔体温度升至1100℃并向腔室内通入NH3、H2和三甲基铝，外延生长N极性面AlN插入层。所述气相沉积腔体气压为220torr，NH3、H2、三甲基铝流量分别为50slm、20slm、440sccm；
(8)非掺杂N极性面GaN层外延生长：在步骤(5)工艺基础上，关闭腔室内CH4供应，并将NH3、N2、三甲基镓流量分别为80slm、80slm、750sccm；
(9)非掺杂N极性面InGaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(8)膜层生长后，将生长温度降为760℃，通入NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟，外延生长N极性面InGaN层；所述气相沉积中腔体气压为220torr，NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟流量分别为50slm、80slm、150sccm、540sccm。
本实施例制备得到的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，包括在硅衬底上依次生长的非掺杂N极性面GaN缓冲层、碳掺杂N极性GaN层、非掺杂N极性面AlxGa1-xN层、非掺杂N极性面AlN插入层、非掺杂N极性面GaN层、N极性InGaN层；其中x＝0.55。所述N极性面GaN缓冲层包括非掺杂N极性面AlN缓冲层和非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层；所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层在非掺杂N极性面AlN缓冲层上面，非掺杂N极性面AlN缓冲层生长在硅衬底上；y＝0.2；所述非掺杂N极性面GaN缓冲层的厚度为800nm；所述非掺杂N极性面AlN缓冲层的厚度为220nm。所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层的厚度680nm。所述碳掺杂N极性GaN层的厚度为180nm，掺杂浓度为5.0×1019cm-3。
本实施例制备的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构测试结果与实施例1类似，在此不再赘述。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，包括在硅衬底上依次生长的非掺杂N极性面GaN缓冲层、碳掺杂N极性GaN层、非掺杂N极性面AlxGa1-xN层、非掺杂N极性面AlN插入层、非掺杂N极性面GaN层和N极性InGaN层；其中x＝0.3～0.8。
2.根据权利要求1所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，所述非掺杂N极性面GaN缓冲层包括非掺杂N极性面AlN缓冲层和非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层；所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层生长在非掺杂N极性面AlN缓冲层上面，非掺杂N极性面AlN缓冲层生长在硅衬底上；y＝0.15～0.45；所述非掺杂N极性面GaN缓冲层的厚度为600-800nm；所述非掺杂N极性面AlN缓冲层的厚度为140-220nm。
3.根据权利要求1所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，所述非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层的厚度650-680nm。
4.根据权利要求1所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，碳掺杂N极性GaN层的厚度为80-180nm，掺杂浓度为5.9×1018～5.0×1019cm-3。
5.根据权利要求1所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，所述非掺杂N极性面AlxGa1-xN层的厚度为300-450nm。
6.根据权利要求1所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，所述非掺杂N极性面AlN插入层的厚度为2-15nm。
7.根据权利要求1所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，所述非掺杂N极性面GaN层的厚度为500-1500nm。
8.根据权利要求1所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构，其特征在于，所述非掺杂N极性InGaN层厚度为80-150nm。
9.权利要求1～8任一项所述的硅衬底上N极性面高频GaN整流器外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)衬底及其晶向的选取：采用单晶硅衬底，以Si(111)密排面为外延面，以方向作为材料外延生长方向；
(2)衬底表面清洗：将硅衬底依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水三种介质中，依次超声清洗5-15min，取出后用去离子水冲洗并使用热高纯氮气吹干；
(3)非掺杂N极性面AlN缓冲层外延生长：采用脉冲激光沉积工艺，将洁净衬底放入真空室中，将衬底温度升高至420-500℃，腔体内真空度抽至2.0×10-4-4.0×10-4torr，激光能量为250-320mJ，激光频率为15-30Hz，氮气流量为2-10sccm，富N条件下生长N极性AlN薄膜，Al源为AlN高纯陶瓷靶材；
(4)非掺杂N极性面组分渐变AlyGa1-yN缓冲层外延生长：采用MOCVD技术，将已制备N极性AlN样品放入生长腔室内，将腔室真空度抽至2.0×10-6-4.0×10-6torr，温度升至950-1000℃，并向腔室内通入NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝，在步骤(3)得到的外延片上外延生长非掺杂N极性面成分渐变AlyGa1-yN层；所述气相沉积中，反应室气压为180-220torr，NH3、N2、H2、CH4、三甲基铝流量分别为30-50slm、60-100slm、15-24slm、400-450sccm；
(5)碳掺杂N极性GaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(4)膜层生长后，关闭三甲基铝与H2的气路，将腔体温度降为770-800℃并向腔室内通入NH3、N2、CH4、三甲基镓，在外延片上原位生长碳掺杂N极性面GaN层。所述气相沉积中反应室气压为180-240torr，NH3、N2、CH4、三甲基镓流量分别为20-50slm、60-90slm、120-150sccm、450-520sccm；
(6)非掺杂N极性面AlxGa1-xN层外延生长：采用与步骤(4)相同的工艺条件，通过调整三甲基铝流量与生长温度调控膜层Al组分变化；
(7)非掺N极性面AlN插入层生长：在MOCVD完成步骤(6)膜层生长后，关闭三甲基镓和N2气路供应，将腔体温度升至1000-1100℃并向腔室内通入NH3、H2和三甲基铝，外延生长N极性面AlN插入层；所述气相沉积腔体气压为180-220torr，NH3、H2、三甲基铝流量分别为30-50slm、10-20slm、350-440sccm；
(8)非掺杂N极性面GaN层外延生长：在步骤(5)工艺基础上，关闭腔室内CH4供应，并将NH3、N2、三甲基镓流量分别为50-80slm、60-80slm、500-750sccm；
(9)非掺杂N极性面InGaN层外延生长：在MOCVD中完成步骤(8)膜层生长后，将生长温度降为740～760℃，通入NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟，外延生长N极性面InGaN层；所述气相沉积中腔体气压为180-220torr，NH3、N2、三甲基镓和三甲基铟流量分别为30-50slm、55-80slm、100-150sccm、500-750sccm。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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