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生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱及其制備方法與流程

文檔序號:11956320閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱,其特征在于,包括依次生長在鋁酸鎂鈧襯底上的第一GaN緩沖層、非晶態(tài)AlN插入層、第二GaN緩沖層、InGaN/GaN量子阱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱,其特征在于,所述鋁酸鎂鈧襯底以(0001)面偏(11-20)方向0.5~1°為外延面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱,其特征在于,所述第一GaN緩沖層的厚度為250~400nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱,其特征在于,所述非晶態(tài)AlN插入層的厚度為2~50nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱,其特征在于,所述第二GaN緩沖層的厚度為250~400nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱,其特征在于,所述InGaN/GaN量子阱為7~10個周期的InGaN阱層/GaN壘層,其中InGaN阱層的厚度為2~3nm;GaN壘層的厚度為10~13nm。

7.生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)襯底以及其晶向的選?。翰捎娩X酸鎂鈧襯底,以(0001)面偏(11-20)面0.5~1°為外延面,晶體外延取向關(guān)系為:GaN的(0001)面平行于ScMgAlO4襯底的(0001)面;

(2)襯底退火處理,所述退火的具體過程為:將襯底放入分子束外延真空生長室,在600~700℃下對ScMgAlO4襯底進行退火處理1~2小時,獲得原子級平整的襯底表面;

(3)第一GaN緩沖層外延生長:襯底溫度調(diào)為450~550℃,采用脈沖激光沉積技術(shù)在反應室的壓力為1.0~4.0×10-5Pa、激光能量密度為1.5~3.0J/cm2的條件下生長GaN緩沖層;

(4)非晶態(tài)AlN插入層的生長:襯底溫度調(diào)為室溫~200℃,在反應室的壓力為1.0~4.0×10-5Pa、生長速度為0.4~0.6ML/s的條件下生長AlN插入層;

(5)第二GaN緩沖層外延生長:襯底溫度調(diào)為450~550℃,采用脈沖激光沉積技術(shù)在反應室的壓力為1.0~4.0×10-5Pa、激光能量密度為1.5~3.0J/cm2的條件下生長GaN緩沖層;

(6)InGaN/GaN多量子阱的外延生長:采用分子束外延生長工藝,生長溫度為650~750℃,在反應室的壓力為1.0~2.0×10-5Pa、生長速度為0.2~0.4ML/s條件下,在步驟(5)得到的第二GaN緩沖層上生長InGaN/GaN多量子阱。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱的制備方法,其特征在于,所述第一GaN緩沖層的厚度為250~400nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱的制備方法,其特征在于,所述第二GaN緩沖層的厚度為250~400nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生長在鋁酸鎂鈧襯底上的InGaN/GaN量子阱的制備方法,其特征在于,所述InGaN/GaN量子阱為7~10個周期的InGaN阱層/GaN壘層,其中InGaN阱層的厚度為2~3nm;GaN壘層的厚度為10~13nm。

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