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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十五研究所

摘要：本申请公开了氮极性氮化镓异质结材料的外延方法，按外延顺序包括：邻晶面碳化硅衬底、氮化铝AlN成核层、下层GaN缓冲层、上层GaN缓冲层、GaN掺杂层、铝镓氮势垒层、AlN插入层、GaN沟道层、氮化硼BN钝化层；下层GaN缓冲层采用低温生长工艺，通过触发侧向外延增强模式提升缓冲层晶体质量；上层GaN缓冲层采用高温、低速生长工艺，降低氧杂质沾污；GaN掺杂层和AlGaN势垒层采用n型锗掺杂技术，提升氮极性GaN异质结的电子输运特性；引入原位BN钝化层，提升表面势垒高度并改善表面稳定性；实现的氮极性GaN异质结材料晶体质量高、氧杂质浓度低、电子输运特性好，适用于高性能氮极性GaN微波器件的研制。

主权项：1.一种氮极性氮化镓异质结材料的外延方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：选取邻晶面碳化硅衬底1，置于MOCVD材料生长的设备内基座上；第二步：设置反应室压力30～150torr，通入氢气H2，升温至1000～1100℃，烘烤邻晶面碳化硅衬底15～15分钟，去除邻晶面碳化硅衬底1表面沾污；第三步：在H2气氛下设定反应室压力30～150torr，设定温度950～1250℃，通入氨气NH3并保持1～20分钟，对邻晶面碳化硅衬底1表面进行氮化处理；第四步：保持反应室压力、温度及气体流量不变，通入铝源，生长15～50nm厚的氮化铝AlN成核层2，关闭铝源；第五步：在NH3氛围下设定反应室压力100～500torr，设定温度T1，通入镓源，生长200～600nm厚的下层GaN缓冲层3a，关闭镓源；第六步：在NH3氛围下设定反应室压力100～500torr，设定温度T2，通入镓源，并通过调整镓源流量使外延速率达到0.3～1.3μmh，生长0.5～3.0μm厚的上层GaN缓冲层3b，关闭镓源；第七步：保持反应室压力、温度及气体流量不变，通入镓源和锗烷GeH4，生长厚度为5～20nm、掺杂浓度为1.0×1018～5.0×1019cm-3的GaN掺杂层4，关闭镓源和GeH4；第八步：在NH3气氛下设定反应室压力30～150torr，设定温度950～1100℃，通入铝源、镓源和GeH4，生长厚度为15～50nm、掺杂浓度为1.0×1018～5.0×1019cm-3的铝镓氮势垒层5，关闭镓源、铝源和GeH4；第九步：保持反应室压力、温度及气体流量不变，通入铝源，生长厚度为0.5～2nm的AlN插入层6，关闭铝源；第十步：保持反应室压力、温度及气体流量不变，通入镓源，生长厚度为5～50nm的GaN沟道层7，关闭镓源；第十一步：在NH3气氛下设定反应室压力30～200torr，设定温度1000～1200℃，通入硼源，并通过调整NH3和硼源流量使NH3和硼源的摩尔比值达到1500～6000，生长1～3nm厚二维材料氮化硼BN钝化层8，关闭硼源；第十二步：在NH3气氛保护下降至室温，取出外延材料。

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权利要求：

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