>[0048]經(jīng)檢測本實施例帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜方塊電阻高達
2.09X 108Q/Sqo高分辨X射線衍射結(jié)果表明，樣品(002)面和(102)面半高寬分別為318.4” 和 464.4”。
[0049]圖2給出了本實施例提出的非故意摻雜高阻GaN薄膜的二次離子質(zhì)譜檢測結(jié)果。如圖2所示，非故意摻雜的碳濃度在InGaN插入層之后開始逐漸增多，在達到最大值4.84X1017cm3之后逐漸趨于穩(wěn)定。正是非故意摻雜碳受主對背景載流子的補償，使得樣品呈現(xiàn)高阻特性。
[0050]用此種方法獲得的非故意摻雜高阻GaN既有較高的電阻率，又能保證較高的晶體質(zhì)量。此種方法避免了故意摻雜對晶體質(zhì)量的破壞，同時不受生長次數(shù)限制，生長參數(shù)窗口寬，可控性好且不會造成反應(yīng)室污染，為實現(xiàn)高質(zhì)量、高阻GaN開辟了一條新途徑。
[0051]實施例2
[0052]本實施例公開了一種帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，是通過引入InGaN插入層并高溫退火，在不降低GaN生長壓力并保證薄膜較高晶體質(zhì)量的情況下引入適量的刃位錯，而少量增加螺位錯，利用刃位錯誘導反應(yīng)室中的碳受主并入GaN薄膜，進而補償背景電子，實現(xiàn)高阻GaN薄膜。
[0053]具體地，該帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜包括:包括自下而上依次設(shè)置的藍寶石層、低溫GaN成核層、GaN緩沖層、退火重構(gòu)的InGaN插入層、高阻GaN層。所述低溫GaN成核層厚度為30nm，所述GaN緩沖層厚度為2 μ m ;所述退火重構(gòu)的InGaN插入層厚度為lOOnm所述高阻GaN層厚度為1 μ m。
[0054]所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0055]步驟1:將襯底放在M0CVD設(shè)備中熱處理；
[0056]步驟2:采用兩步生長法，以比為載氣，以TMG和冊13為生長源，在襯底上生長一層低溫GaN成核層；
[0057]步驟3:在高溫1060°C、壓力降低至200Torr，在GaN成核層上生長一層非故意摻雜GaN緩沖層；
[0058]步驟4:保持壓力不變，降低溫度至790°C，反應(yīng)室壓強維持在200TOrr，載氣切換為N2，鎵源切換為TEG，在GaN緩沖層上生長一層InGaN插入層；
[0059]步驟5:保持壓力不變，對InGaN插入層進行高溫退火，退火溫度為1100°C，退火時間500s，退火期間持續(xù)通入一定量的TEG和NH3，其中TEG流量為40sccm，MV流量為6000sccm ；
[0060]步驟6:保持溫度1060°C、壓力200Torr條件下，以比為載氣，以TMG和NH3為生長源，在退火重構(gòu)的InGaN插入層上生長一層非故意摻雜的GaN層，該GaN層即具有高阻性質(zhì)。
[0061]經(jīng)檢測本實施例帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，方塊電阻高達
8.45X 107Q/Sqo高分辨X射線衍射結(jié)果表明，樣品(002)面和(102)面半高寬分別為352.3”和 489.6”。
[0062]實施例3
[0063]本實施例公開了一種帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，包括:一種帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，包括自下而上依次設(shè)置的襯底、低溫GaN成核層、GaN緩沖層、退火重構(gòu)的InGaN插入層、高阻GaN層。所述低溫GaN成核層厚度為30nm ；所述GaN緩沖層厚度為4 μ m ;所述退火重構(gòu)的InGaN插入層厚度為90nm ;所述高阻GaN層厚度為1.5 μπι。
[0064]本實施例帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0065]步驟1:將襯底放在反應(yīng)室中熱處理；
[0066]步驟2:采用兩步生長法，在襯底上生長一層低溫GaN成核層；
[0067]步驟3:在高溫1050°C、壓力165Torr恒壓條件下，在GaN成核層上生長一層非故意摻雜GaN緩沖層；
[0068]步驟4:保持壓力不變，降低溫度至750°C，在GaN緩沖層上生長一層InGaN插入層；
[0069]步驟5:保持壓力不變，對InGaN插入層進行高溫退火，退火溫度1000°C，退火時間100s。退火期間持續(xù)通入一定量的TEG和NH3，其中TEG流量為50sccm，NH3流量為7000sccm ；
[0070]步驟6:保持溫度1050°C、壓力165Torr條件下，以比為載氣，以TMG和NH3為生長源，在退火重構(gòu)的InGaN插入層上生長一層非故意摻雜的GaN層，該GaN層即具有高阻性質(zhì)。
[0071]經(jīng)檢測本實施例帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，方塊電阻高達6.75X 108Q/Sqo高分辨X射線衍射結(jié)果表明，樣品(002)面和(102)面半高寬分別為364.4” 和 547.2”。
[0072]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，其特征在于，包括自下而上依次設(shè)置的襯底、低溫GaN成核層、GaN緩沖層、退火重構(gòu)的InGaN插入層和高阻GaN層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，其特征在于，所述襯底為藍寶石。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜，其特征在于，所述低溫GaN成核層厚度為10?200nm ;所述GaN緩沖層厚度為1?5 μπι ;所述退火重構(gòu)的InGaN插入層厚度為50?200nm ;所述高阻GaN層厚度為lOOnm?20 μ m。4.一種權(quán)利要求1-3任意一項所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:將襯底放在反應(yīng)室中熱處理； 步驟2:采用兩步生長法，在襯底上生長一層低溫GaN成核層； 步驟3:在GaN成核層上生長一層非故意摻雜GaN緩沖層； 步驟4:在GaN緩沖層上生長一層InGaN插入層； 步驟5:對InGaN插入層進行高溫退火，得到退火重構(gòu)的InGaN插入層，退火期間持續(xù)通入一定量的TEG和NH3; 步驟6:在退火重構(gòu)的InGaN插入層上生長一層非故意摻雜的高阻GaN層。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述低溫GaN成核層生長溫度為450?600 °C，反應(yīng)室壓強為400?550Torr。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述GaN緩沖層的生長溫度為900?1100°C，反應(yīng)室壓強150?300Torr。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述InGaN插入層的生長溫度為600?800°C，反應(yīng)室壓強150?300Torr。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述退火重構(gòu)的InGaN插入層的退火溫度為1000°C以上，退火時間1?1200s，退火期間持續(xù)通入一定流量的TEG和NH3，其中TEG流量為5?lOOsccm，順3流量為2000?8000sccm，并保持反應(yīng)室壓強穩(wěn)定。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述的高阻GaN層的生長溫度為900?1100°C以上，反應(yīng)室壓強150?300Torr。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜采用M0CVD技術(shù)生長。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜及其制備方法，本發(fā)明帶有InGaN插入層的非故意摻雜高阻GaN薄膜包括自下而上依次設(shè)置的襯底、低溫GaN成核層、GaN緩沖層、退火重構(gòu)的InGaN插入層和高阻GaN層。本發(fā)明是通過引入InGaN插入層并高溫退火，在不降低GaN生長壓力并保證薄膜較高晶體質(zhì)量的情況下，引入適量的刃位錯，而少量增加螺位錯，利用刃位錯誘導反應(yīng)室中的碳受主并入GaN薄膜，進而補償背景電子，實現(xiàn)高阻GaN薄膜。
【IPC分類】H01L29/20, H01L21/02, H01L29/06
【公開號】CN105390532
【申請?zhí)枴緾N201510712168
【發(fā)明人】梁紅偉, 劉建勛, 柳陽, 夏曉川, 杜國同, 蔣建華, 閆曉密
【申請人】大連理工大學, 江蘇新廣聯(lián)科技股份有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月28日