HVPE是一种常压热壁化学气相沉积技术,热壁反应 H9TA4GH2GDACPR-4GM器中衬底和载气同时被加热,不同于MOCVD中的冷壁反应器(只有衬底被加热)。HVPE技术曾广泛地用于制备Ⅲ~V族半导体化合物,如GaAs和InP,其优点为:①设各和工艺相对简单,原材料成本较低;

   生长速率高,每小时可达几十甚至几百微米;③横向纵向生长比率高,孔洞少,可以生长大面积薄膜。但同时HVPE也存在突出的缺点,包括:①难以精确控制膜厚;②反应气 体对设备具有腐蚀性,从而影响外延薄膜的纯度;③生长速率快,异质外延容易产生裂纹。

   早在19⒆年,Mamska等人首次将HVPE技术用于C.aN单晶薄膜的生长,在蓝宝石衬底上制备出G扒夕卜延层。但之后的研究发现HVPE方法制备的GaN夕卜延层存在很高的本地载流子浓度,无法进行p型GaN的制各研究,从而逐渐被MOCVD方法取代。近年来,出于对自支撑GaN衬底的需求及横向外延生长技术的出现,HVPE技术生长GaN材料又被受到广泛的关注。

   HVPE生长系统一般有四部分组成,分别为炉体、反应器、气体配置系统和尾气处理系统等。典型的石英反应器采用双温区结构,如图5-11所示。反应过程为:氯化氢通过载气(N2)的传输进入反应器中,在低温区与镓舟中熔融的金属Ga发生反应;生成的挥发性氯化镓 在载气的作用下进入高温反应区,在衬底表面与NH3反应生成GaN,未反应的尾气由尾气处理系统吸收。