銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的mocvd生長(zhǎng)氣路及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)氣路及方法,該生長(zhǎng)氣路包括:第一管路,第二管路,第三管路及與這三路管路相連的A、B雙腔室垂直氣流型MOCVD反應(yīng)管噴頭裝置;生長(zhǎng)方法是通過(guò)將銦、鎵、鋁、鎂分開(kāi)輸運(yùn)到不同生長(zhǎng)區(qū)域的氣路設(shè)置,克服了傳統(tǒng)生長(zhǎng)方法中將它們合并輸運(yùn)到襯底表面所帶來(lái)的諸多不足,用全新的生長(zhǎng)機(jī)理實(shí)現(xiàn)全系列x,y值的InxGa(1-x-y)AlyN材料體系的快速生長(zhǎng),且生長(zhǎng)的溫度與氣壓參數(shù)窗口變大,尤其能實(shí)現(xiàn)鎂的快速δ摻雜。
【專利說(shuō)明】銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)氣路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及MOCVD生長(zhǎng)氣路及方法,尤其是涉及一種具銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)氣路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬有機(jī)化合物氣相沉積生長(zhǎng)設(shè)備(MOCVD)目前已廣泛用于生長(zhǎng)發(fā)光二極管(LED)用的半導(dǎo)體發(fā)光材料,比如目前的銦鎵鋁氮半導(dǎo)體材料體系,它們用于制造從紫外到綠光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的LED就有絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。對(duì)此材料體系,若用鎂摻雜,通常用InxGa(1_x_y)AlyNiMg表示,即材料中銦、鎵、鋁加起來(lái)的化學(xué)計(jì)量比要等于1、和氮的化學(xué)計(jì)量比要相等。在元素周期表中,銦、鎵、鋁屬三族(III族)元素,氮屬五族(V族)元素。在MOCVD技術(shù)中,銦、鎵、鋁元素的原材料通常來(lái)自三甲基銦(TMIn)、三甲基鎵(TMGa)、或三乙基鎵(TEGa)、三甲基鋁(TMAl)這些金屬有機(jī)化合物,氮元素的原材料來(lái)自氨(NH3)。這些原材料被氮、氫載氣帶到反應(yīng)管進(jìn)行高溫化學(xué)反應(yīng),從而在襯底表面生長(zhǎng)成薄膜型銦鎵鋁氮晶體材料。
[0003]自鎵氮藍(lán)光LED問(wèn)世20多年來(lái),業(yè)界一直沿用III族元素和V族元素必須分開(kāi)輸運(yùn)到襯底表面才能生長(zhǎng)這一慣例,按此慣例也開(kāi)發(fā)了各種實(shí)用的光、電器件材料:例如,在InxGa(1_x_y)AlyN材料體系中,目前x=0的鋁鎵氮(AlGaN)三元系材料及y=0的銦鎵氮(InGaN)三元系材料相對(duì)來(lái)講在技術(shù)上已比較成熟;鎵氮摻鎂P型材料(GaN = Mg)雖空穴濃度低,但也湊合能用。正因?yàn)槟壳斑@一生長(zhǎng)慣例也還實(shí)用,加上MOCVD設(shè)備技術(shù)十分復(fù)雜、價(jià)格昂貴、市場(chǎng)又幾乎被德國(guó)AIXTR0N及美國(guó)VEECO所壟斷,所以這一生長(zhǎng)慣例目前還沒(méi)有被他人打破,但按此慣例生長(zhǎng)InxGa(1_x_y)AlyN材料有一系列問(wèn)題,列舉如下:
(I)、X和y不同時(shí)為零的銦鎵招氮(InxGa(1_x_y)AlyN)四元系材料一直被業(yè)界看好用來(lái)作為多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的量子壘(QB)材料,這對(duì)調(diào)節(jié)材料應(yīng)力,減少壓電效應(yīng),提高LED、尤其是黃綠光LED發(fā)光效率,是非常誘人的。但目前的生長(zhǎng)方法均不能有效生長(zhǎng)QB所需四元材料,究其原因,從根本上來(lái)講,就是二元材料銦氮(InN),鎵氮(GaN),鋁氮(AlN)的鍵能等結(jié)構(gòu)性質(zhì)相差太大,這三種二元材料各自的最佳生長(zhǎng)溫度從銦氮的600°C變到鋁氮的1100°C以上,所以,按目前慣常的生長(zhǎng)方法,最佳生長(zhǎng)條件非常難以統(tǒng)一,甚至是不可能的。
[0004](2)、業(yè)界一直想以較低的溫度生長(zhǎng)出較高晶體質(zhì)量的鋁鎵氮(AlGaN,即InxGa(1_x_y)AlyN*子式中x=0)。這種材料是氮化鎵藍(lán)光激光器的關(guān)鍵材料。較低的生長(zhǎng)溫度還能保證之前生長(zhǎng)好的多量子阱(MQW)的阱與壘之間界面陡峭,但目前常規(guī)AlGaN生長(zhǎng)工藝的生長(zhǎng)溫度較高,這會(huì)加劇之前生長(zhǎng)好的阱與壘之間的元素?zé)釘U(kuò)散,從而使MQW劣化。MQff是發(fā)光中心,其質(zhì)量的劣化會(huì)造成發(fā)光效率的下降。
[0005](3)、在InxGa(1_x_y)AlyN材料半導(dǎo)體體系中,p型摻雜目前都是通過(guò)摻鎂來(lái)實(shí)現(xiàn)的,用InxGa(1_x_y)AlyN:Mg表示,目前,慣常MOCVD生長(zhǎng)方法中,盡管摻入的鎂量足夠多,但最后得到的空穴濃度卻很低。這一技術(shù)難題一直困擾著業(yè)界人士,此問(wèn)題也成為銦鎵鋁氮材料的致命弱點(diǎn)。大家絞盡腦汁,多年來(lái)也無(wú)法解決這一根本性難題。近來(lái)有研究表明,在生長(zhǎng)P層時(shí),若摻鎂方式能以δ函數(shù)的形式進(jìn)行,則可望提高空穴濃度。這種摻雜方式即所謂δ摻雜,也就是在極薄的一層實(shí)現(xiàn)高鎂濃度。但是,由于鎂源來(lái)自二茂鎂,它極易和氨形成低蒸氣壓的加合物,這種加合物在反應(yīng)管管壁吸附后極難清理干凈,這就是所謂的鎂的記憶效應(yīng)。慣常MOCVD生長(zhǎng)方法中,因鎂的記憶效應(yīng)存在,難以做到鎂的真正δ摻雜。
[0006](4)、目前主要MOCVD生長(zhǎng)廠家提供的設(shè)備均是低氣壓生長(zhǎng),業(yè)內(nèi)稱
0.01MPa-0.1MPa為低氣壓生長(zhǎng),大于0.1MPa為高氣壓生長(zhǎng)。氮化物半導(dǎo)體材料在高氣壓下生長(zhǎng)能獲得更完美的晶體質(zhì)量,但由于高氣壓下分子自由程短,預(yù)反應(yīng)激烈,所以高氣壓生長(zhǎng)一直無(wú)法實(shí)用。在這方面,垂直氣流型、且噴頭表面離外延襯底近的反應(yīng)管更有望率先實(shí)現(xiàn)高氣壓生長(zhǎng),但還要克服III族元素本身之間的競(jìng)爭(zhēng)。
[0007]以上是目前慣常MOCVD方法在生長(zhǎng)InxGa(1_x_y)AlyN:Mg材料時(shí)遇到的主要問(wèn)題。 申請(qǐng)人:認(rèn)為導(dǎo)致這些問(wèn)題的根本原因是:20多年來(lái),業(yè)界過(guò)份強(qiáng)調(diào)了將III族與V族分開(kāi)輸運(yùn)的必要性,從沒(méi)有試圖將III族的這一路銦、鎵、鋁、鎂作適當(dāng)區(qū)分。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】
: 本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)氣路,它是通過(guò)在氣路上將“III族”元素銦、鎵、鋁、鎂(鎂也視為III族)作出區(qū)分,解決目前InxGa(1_x_y)AlyN:Mg材料體系生長(zhǎng)過(guò)程中的一系列矛盾,實(shí)現(xiàn)銦鎵鋁氮材料組分及摻雜的自由組合,減少鎂的記憶效應(yīng),實(shí)現(xiàn)鎂的真正δ摻雜,實(shí)現(xiàn)高氣壓生長(zhǎng)。
[0009]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法。
[0010]本發(fā)明的第一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)氣路,特征是:包括:第一管路,第二管路,第三管路及與這三路管路相連的Α、Β雙腔室垂直氣流型MOCVD反應(yīng)管噴頭裝置,其中:
Α、B雙腔室垂直氣流型MOCVD反應(yīng)管噴頭裝置又包括:一個(gè)由頂板、中間板、底板和圓桶形側(cè)板組成的封閉腔體,在頂板和中間板之間構(gòu)成一個(gè)圓形腔,圓形腔由通過(guò)圓心的隔板分隔成兩個(gè)獨(dú)立的A腔和B腔,在中間板和底板之間構(gòu)成一個(gè)水冷腔,若干個(gè)氣體噴射通道穿過(guò)中間板和底板將A腔、B腔與石墨盤(pán)所在的反應(yīng)腔相連通,水冷腔與氣體噴射通道、A腔、B腔、反應(yīng)腔均不相通;在石墨盤(pán)上放置有外延襯底,石墨盤(pán)繞中心軸旋轉(zhuǎn),這樣外延襯底就交替暴露在從A腔和B腔噴出的氣體下面;石墨盤(pán)要加熱到MOCVD工藝所需的生長(zhǎng)溫度,在水冷腔中通有冷卻水來(lái)降低底板的溫度;
第一管路在反應(yīng)管附近分成兩條支管路:第一支管路和第二支管路,第一支管路與第一節(jié)流小孔串接后再與A腔相通,第二支管路與第一閥、第二節(jié)流小孔串聯(lián)后再與B腔連通;第二管路在反應(yīng)管附近分成兩條支管路:第三支管路和第四支管路,第三支管路與第三節(jié)流小孔串接后再與A腔相通,第四支管路與第二閥、第四節(jié)流小孔串聯(lián)后再與B腔連通;第三管路直接和B腔連通。
[0011]A腔、B腔的垂直凈空高度在10-50mm之間,水冷腔的垂直凈空高度在3-100mm之間,反應(yīng)腔的垂直凈空高度在3-60_之間。
[0012]所述氣體噴射通道為噴管、噴孔或噴縫。[0013]生長(zhǎng)氣壓在0.01MPa-lOMPa,業(yè)內(nèi)稱0.01MPa-0.1MPa為低氣壓生長(zhǎng),大于0.1MPa為聞氣壓生長(zhǎng)。
[0014]第一節(jié)流小孔、第二節(jié)流小孔、第三節(jié)流小孔、第四節(jié)流小孔的作用是增加氣阻,從而使進(jìn)入A腔和B腔的氣體流量大致相等。第一管路輸運(yùn)的是鎵源(TMGa、TEGa)及銦源(TMIn),第一管路輸運(yùn)的究竟是鎵源還是銦源、還是鎵源與銦源的混合物,由第一管路前面的氣路根據(jù)材料生長(zhǎng)需求決定,如第一閥關(guān)閉,則第一管路輸運(yùn)的有機(jī)源不能進(jìn)到B腔;同樣,第二管路輸運(yùn)的是氨(NH3)及η型摻雜氣體硅烷(SiH4),第二管路也分為兩路,一路直接到A腔,一路由第二閥決定是否輸運(yùn)到B腔;第三管路輸運(yùn)銦源(TMIn)、鋁源(TMA1)及P型摻雜源二茂鎂(CP2Mg)到B腔;當(dāng)需要在外延襯底的表面生長(zhǎng)各種(X,y)組分的銦鎵鋁氮及其摻雜材料時(shí)(InXGa(l-X-y) AlyN = Mg: Si),首先要將石墨盤(pán)設(shè)置到生長(zhǎng)溫度,然后從第一管路、第二管路、第三管路輸運(yùn)有機(jī)源、氨、摻雜源,并通過(guò)第一閥、第二閥決定是從A腔還是B腔噴出;外延襯底的表面,由于石墨盤(pán)的旋轉(zhuǎn),交替暴露在A腔的多個(gè)氣體噴射通道及B腔的多個(gè)氣體噴 射通道噴射的氣流下面,所以得到的是一種均勻交替式生長(zhǎng),這種無(wú)預(yù)反應(yīng)的交替模式使得0.1-1OMPa高氣壓下的外延生長(zhǎng)有實(shí)用價(jià)值。
[0015]本發(fā)明的第二個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,特征是:當(dāng)要生長(zhǎng)InGaN材料時(shí)(即InxGa(1_x_y)AlyN* y=0),原材料搭配及閥門(mén)狀態(tài)是:第一管路輸運(yùn)TMGa (或三乙基鎵TEGa),第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥打開(kāi);第三管路輸運(yùn)TMIn;外延襯底在B腔的噴射下方生長(zhǎng)InN,在A腔的噴射下方生長(zhǎng)GaN,從而交替合成生長(zhǎng)成InGaN材料。
[0016]一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,特征是:當(dāng)要生長(zhǎng)低溫鋁鎵氮摻鎂材料時(shí)(AlGaN:Mg,x=0),原材料搭配及閥門(mén)狀態(tài)是:第一管路輸運(yùn)TMGa(或三乙基鎵TEGa),第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)TMAl及二茂鎂;外延襯底在B腔噴射下方鋪鋁及鎂,在A腔噴射下方生長(zhǎng)GaN,氨化鋁成A1N,從而交替合成生長(zhǎng)成鋁鎵氮摻鎂;石墨盤(pán)的溫度容許低至500°C。
[0017]一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,特征是:當(dāng)要生長(zhǎng)鎵氮摻鎂時(shí)(GaN:Mg,x=0 y=0)原材料搭配及閥門(mén)狀態(tài)是:第一管路輸運(yùn)TMGa (或三乙基鎵TEGa),第一閥關(guān)閉,第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)二茂鎂;外延襯底在B腔噴射下方鋪鎂,在A腔噴射下方生長(zhǎng)GaN,由于石墨盤(pán)旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)GaN的鎂δ摻雜。
[0018]一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,特征是:當(dāng)要生長(zhǎng)銦鎵鋁氮四元材料時(shí)(InxGa(1_x_y)AlyN),原材料搭配及閥門(mén)狀態(tài)是:第一管路輸運(yùn)TMGa (或三乙基鎵TEGa)及TMIn,第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)TMAl;外延襯底在B腔的噴射下方鋪鋁,在A腔的噴射下方生長(zhǎng)InGaN,從而交替合成生長(zhǎng)成銦鎵鋁氮四元材料。
[0019]一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,特征是:當(dāng)要生長(zhǎng)鋁氮材料時(shí)(A1N,x=0 y=l)原材料搭配及閥門(mén)狀態(tài)是:第一管路只通惰性氣體(氫氣,氮?dú)饣蛩麄兊幕旌衔?,第一閥開(kāi);第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)TMA1;外延襯底在B腔的噴射下方鋪鋁,在A腔的噴射下方氨化成A1N。[0020]一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,特征是:當(dāng)要生長(zhǎng)鎵氮摻硅材料時(shí)(GaN: Si,x=0 y=0)原材料搭配及閥門(mén)狀態(tài)是:第一管路輸運(yùn)TMGa (或三乙基鎵TEGa),第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)NH3及SiH4,第二閥打開(kāi);第三管路輸運(yùn)惰性氣體(氮或氫氣);外延襯底在B腔的噴射下方用氨氣保護(hù)并進(jìn)行δ摻硅,在A腔的噴射下方生長(zhǎng)GaN并正常摻硅,由于石墨盤(pán)旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)GaN的交替δ摻硅及正常摻硅。
[0021]相比目前慣常的MOCVD生長(zhǎng)方法,本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
(I )、銦鎵鋁氮材料的生長(zhǎng)機(jī)理從根本上不一樣,在本發(fā)明中,外延襯底在A腔下面生長(zhǎng)一種材料,轉(zhuǎn)到B腔下又生長(zhǎng)另一種材料,采用的是交替生長(zhǎng)、疊加合成最終所需材料的生長(zhǎng)方式,這樣的生長(zhǎng)方式有利于減少預(yù)反應(yīng),有利于降低生長(zhǎng)溫度,還有利于高氣壓生長(zhǎng)。 [0022](2)、有利于減少鎂的記憶效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了純正、快速的鎂δ摻雜,這是業(yè)界盼望的。
[0023](3)避免了銦、鎵、鋁這些III族元素在和氮元素相結(jié)合的過(guò)程中,III族元素本身之間的競(jìng)爭(zhēng),如將InN和GaN分開(kāi)生長(zhǎng),交疊合成InGaN,這也有利于高氣壓生長(zhǎng)。
[0024](4)、使銦鎵鋁氮四元量子壘的實(shí)用成為可能,這是業(yè)界盼望的。
[0025](5)、通過(guò)氣路及閥門(mén)的組合(如表格I所示),能以全新的方式生長(zhǎng)出全系列各種組分及摻雜的銦鎵鋁氮材料,達(dá)到了本發(fā)明的目的,解決了前面【背景技術(shù)】介紹中提出的一系列問(wèn)題。
[0026](6)、使用四個(gè)節(jié)流小孔能節(jié)省用于流量分配的質(zhì)量流量計(jì),從而降低MOCVD成本。
[0027]本發(fā)明使高氣壓生長(zhǎng)成為可能,從而可節(jié)省幾十萬(wàn)元一臺(tái)的真空泵,至少可多臺(tái)MOCVD共用一個(gè)真空泵。
[0028]表l、InxGa(1_x_y)AlyN:Mg材料體系中的各種實(shí)用材料的生長(zhǎng)方法。表1說(shuō)明:以第4行為例:第一管路13輸運(yùn)TMGa (或三乙基鎵TEGa)及TMIn,第一閥I關(guān)閉;第二管路14輸運(yùn)NH3,第二閥2關(guān)閉;第三管路12輸運(yùn)TMAl;外延襯底10在B腔11的噴射下方(即表1的B區(qū))鋪鋁,在A腔6的噴射下方(即表1的A區(qū))生長(zhǎng)InGaN,這樣交替疊加,最后得到InGaAlN四元材料。最后一列中的數(shù)字表示生長(zhǎng)同一種材料的兩種方法。
【權(quán)利要求】
1.一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)氣路,其特征在于:包括:第一管路,第二管路,第三管路及與這三路管路相連的A、B雙腔室垂直氣流型MOCVD反應(yīng)管噴頭裝置,其中: A、B雙腔室垂直氣流型MOCVD反應(yīng)管噴頭裝置又包括:一個(gè)由頂板、中間板、底板和圓桶形側(cè)板組成的封閉腔體,在頂板和中間板之間構(gòu)成一個(gè)圓形腔,圓形腔由通過(guò)圓心的隔板分隔成兩個(gè)獨(dú)立的A腔和B腔,在中間板和底板之間構(gòu)成一個(gè)水冷腔,若干個(gè)氣體噴射通道穿過(guò)中間板和底板將A腔、B腔與石墨盤(pán)所在的反應(yīng)腔相連通,水冷腔與氣體噴射通道、A腔、B腔、反應(yīng)腔均不相通;在石墨盤(pán)上放置有外延襯底,石墨盤(pán)繞中心軸旋轉(zhuǎn),這樣外延襯底就交替暴露在從A腔和B腔噴出的氣體下面;石墨盤(pán)要加熱到MOCVD工藝所需的生長(zhǎng)溫度,在水冷腔中通有冷卻水來(lái)降低底板的溫度; 第一管路在反應(yīng)管附近分成兩條支管路:第一支管路和第二支管路,第一支管路與第一節(jié)流小孔串接后再與A腔相通,第二支管路與第一閥、第二節(jié)流小孔串聯(lián)后再與B腔連通;第二管路在反應(yīng)管附近分成兩條支管路:第三支管路和第四支管路,第三支管路與第三節(jié)流小孔串接后再與A腔相通,第四支管路與第二閥、第四節(jié)流小孔串聯(lián)后再與B腔連通;第三管路直接和B腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD生長(zhǎng)氣路,其特征在于:A腔、B腔的垂直凈空高度在10-50mm之間,水冷腔的垂直凈空高度在3-100mm之間,反應(yīng)腔的垂直凈空高度在3-60mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD生長(zhǎng)氣路,其特征在于:所述氣體噴射通道為噴管、噴孔或噴縫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD生長(zhǎng)氣路,其特征在于:生長(zhǎng)氣壓在0.01MPa-1OMPa,0.01MPa-0.1MPa為低氣壓生長(zhǎng),大于0.1MPa為高氣壓生長(zhǎng)。
5.一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,其特征在于:第一管路輸運(yùn)TMGa或三乙基鎵TEGa,第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥打開(kāi);第三管路輸運(yùn)TMIn;外延襯底在B腔的噴射下方生長(zhǎng)InN,在A腔的噴射下方生長(zhǎng)GaN,從而交替合成生長(zhǎng)成InGaN材料。
6.一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,其特征在于:第一管路輸運(yùn)TMGa或三乙基鎵TEGa,第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)TMAl及二茂鎂;外延襯底在B腔噴射下方鋪鋁及鎂,在A腔噴射下方生長(zhǎng)GaN,氨化鋁成AlN,從而交替合成生長(zhǎng)成鋁鎵氮摻鎂;石墨盤(pán)的溫度容許低至500°C。
7.—種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,其特征在于:第一管路輸運(yùn)TMGa或三乙基鎵TEGa,第一閥關(guān)閉,第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)二茂鎂;外延襯底在B腔噴射下方鋪鎂,在A腔噴射下方生長(zhǎng)GaN,由于石墨盤(pán)旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)GaN的鎂δ摻雜。
8.—種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,其特征在于:第一管路輸運(yùn)TMGa或三乙基鎵TEGa及TMIn,第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)ΝΗ3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)TMAl;外延襯底在B腔的噴射下方鋪鋁,在A腔的噴射下方生長(zhǎng)InGaN,從而交替合成生長(zhǎng)成銦鎵鋁氮四元材料。
9.一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,其特征在于:第一管路只通惰性氣體,惰性氣體為氫氣,氮?dú)饣蛩麄兊幕旌衔?,第一閥開(kāi);第二管路輸運(yùn)NH3,第二閥關(guān)閉;第三管路輸運(yùn)TMAl;外延襯底在B腔的噴射下方鋪鋁,在A腔的噴射下方氨化成A1N。
10.一種銦鎵鋁氮材料組分及摻雜能自由組合的MOCVD生長(zhǎng)方法,其特征在于:第一管路輸運(yùn)TMGa或三乙基鎵TEGa,第一閥關(guān)閉;第二管路輸運(yùn)NH3及SiH4,第二閥打開(kāi);第三管路輸運(yùn)惰性氣體,惰性氣體為氮或氫氣;外延襯底在B腔的噴射下方用氨氣保護(hù)并進(jìn)行δ摻硅,在A腔的噴射下方生長(zhǎng)GaN并正常摻硅,由于石墨盤(pán)旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)GaN的交替δ摻娃及正常摻娃。
【文檔編號(hào)】C23C16/455GK103952685SQ201410147401
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】江風(fēng)益, 方文卿, 劉軍林, 張健立, 全知覺(jué) 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)