申请/专利权人：北京大学

申请日：2024-03-07

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117845326A

主分类号：C30B25/16

分类号：C30B25/16;C30B29/40;C30B29/68

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明公开了一种生长AlGaN薄膜的精细调控方法。本发明通过停止Al源供应，以生长腔内残余的Al源的扩散迁移作为生长的驱动力，显著降低生长速率，为Al源提供充足迁移时间，有助于Al源的均匀并入；以残余Al源的扩散迁移作为生长的驱动力，本发明能够实现生长速率低于0.1nms的目标AlGaN薄膜生长；结合残余Al源流量和目标AlGaN薄膜生长时间的控制，实现目标AlGaN薄膜的Al组分和原子层级厚度的精准生长控制；能够形成Al组分逐渐降低或常规恒定的目标AlGaN薄膜；本发明在外延结构和器件制备方面具有直接应用的重大价值，应用于紫外发光激光二极管等发光器件的有源区、p型极化诱导层、HEMT的AlGaN势垒层、多周期超晶格结构和AlGaN组分渐变的应变调制层等。

主权项：1.一种生长AlGaN薄膜的精细调控方法，其特征在于，所述精细调控方法，包括以下步骤包括以下步骤：1）提供生长基底，放置在外延生长设备的生长腔内；2）设定目标AlGaN薄膜的Al组分和生长厚度，根据目标AlGaN薄膜的Al组分和生长厚度，得到预处理阶段的Al源的流量、预处理阶段的时间、预处理阶段和目标生长阶段的Ga源和N源的流量以及目标生长时间；3）预处理阶段：在生长目标AlGaN薄膜前，为预处理阶段，生长腔内设置为生长温度，按照步骤2）中设定的流量，通过载气输运向生长腔内通入Al源、Ga源以及N源；4）当达到预处理阶段的时间时，停止向生长腔内通入Al源，即只有在预处理阶段向生长腔内通入Al源，在生长基底上形成预处理AlGaN层；5）目标生长阶段：保持生长腔内的温度为生长温度，保持Ga源和N源供应，并且N源的流量保持不变，在生长基底上生长目标AlGaN薄膜；在停止通入Al源后，生长腔内存在残余的Al源且具有从上至生长界面逐渐降低的浓度梯度，以及生长界面存在未迁移至成核位点的Al源；在目标生长过程中，在生长腔内残余的Al源在浓度梯度和载气的作用下向生长表面进行扩散，并且在生长界面存在的Al源继续向成核位点迁移，并入至目标AlGaN薄膜的晶格中，形成以Al源的扩散驱动目标AlGaN薄膜生长的生长方式；在目标生长阶段没有新的Al源通入，使得Al浓度降低而且随着生长过程Al源的耗尽逐渐降低，在生长温度的这种高温环境下AlGaN的生长强烈依赖于Al源，Al源浓度的降低使得以Al源的扩散驱动目标AlGaN薄膜生长的生长速度降低，为Al源提供充足迁移时间，使得Al源均匀并入目标AlGaN薄膜；在生长过程中，保持Ga源流量不变的情况下，目标AlGaN薄膜的Al组分逐渐降低；在生长过程中，逐步减少Ga源供应的情况下，目标AlGaN薄膜的Al组分降低的趋势减小；6）Al源的扩散驱动目标AlGaN薄膜生长的生长速度慢，从而实现原子层级控制生长速度，在秒时间范围内控制目标AlGaN薄膜单个原子层的生长，当到达设定的目标生长时间时，得到设定的生长厚度和Al组分的目标AlGaN薄膜。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京大学 一种生长AlGaN薄膜的精细调控方法

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