[發明專利]生成Ⅲ－N層的方法，和Ⅲ－N層或Ⅲ－N襯底，以及其上的器件

無效

• 申請號: 200680015547.2
• 申請日: 2006-05-05
• 公開（公告）號: CN101258271A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 費迪南·斯考茲;彼得·布克納;弗蘭克·哈伯爾;馬提亞·彼得;克勞斯·柯勒
• 申請（專利權）人: 弗賴貝格化合物原料有限公司;歐司朗光電半導體有限公司
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;H01L21/205;C30B25/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 鄭小粵

1.一種用于生成厚III-N層的外延生長方法，其中，III指元素周期表第III族元素中的至少一種元素，其中，厚度大于等于40微米的厚III-N層被沉積在取向差在0.1°和0.2°之間的異質襯底上。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述異質襯底的取向差范圍是0.1°到1°。

3.如權利要求1和2所述的方法，其中，所述異質襯底的取向差的范圍是大約0.1°到0.6°，優選是大約0.3°到大約0.6°。

4.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，在沉積所述厚III-N層之前，至少一層薄III-N層被沉積在所述異質襯底上，以使所述薄層位于所述異質襯底和所述厚III-N層之間。

5.一種用于生成III-N襯底的方法，其中，III表示元素周期表中第III族元素中的至少一種元素，其中，在包含異質襯底和所述薄III-N層的模板的薄III-N層上，沉積了厚度至少是40微米的III-N層，以及其中，相對于其上沉積了所述III-N層的表面的下一晶格平面，所述異質襯底有一個有意選取的微取向差。

6.一種用于生成III-N襯底的方法，其中，III表示元素周期表中第III族元素中的至少一種元素，所述方法包括步驟：在預定的N/III比率和預定的反應器壓力下，通過外延生長在襯底上沉積厚度至少是40微米的III-N層；其中，在接近III-N層外延生長過程的最后階段，N/III比率和/或反應器壓力分別相對于預定N/III比率和/或預定反應器壓力降低。

7.如權利要求6所述的方法，其中，所述N/III比率的減小和/或所述反應器壓力的減小范圍分別被減小到預定N/III比率的50％到5％，和/或被減小到預定壓力的65％到25％。

8.如權利要求6或7所述的方法，其中，所述N/III比率的減小和/或所述反應器壓力的減小在所述外延生長過程的最后階段進行，優選在最后60分鐘，并且特別是所述生長過程的最后30分鐘。

9.如權利要求6-8中任一項所述的方法，其中，所述III-N層的所述外延生長方法在包含異質襯底和可選擇的薄III-N層的襯底上進行。

10.如權利要求5-9中任一項所述的方法，其中，所述襯底的晶格取向差在0.1°和2°之間，優選是從大約0.1°到低于1°，更優選擇是從大約0.3°到大約0.6°。

11.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述III-N層的外延生長厚度大于等于100微米。

12.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述厚III-N層通過氫化物氣相外延HVPE生長。

13.如權利要求4-12中的任一項所述的方法，其中，在所述厚III-N層被沉積之前，至少一層薄III-N層通過金屬有機物氣相外延MOVPE被沉積。

14.如權利要求4-13中的任一項所述的方法，其中，在所述厚III-N層被沉積之前，所述至少一層薄III-N層既沒有被刻蝕、也沒有被拋光、也沒有用高于所述厚III-N層生長溫度的溫度對其進行熱處理。

15.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，厚III-N層和/或可選薄III-N層由單晶III-N材料組成，所述單晶III-N材料優選為單晶GaN或單晶AlN。

16.如前述權利要求中的任一項所述方法，其中，藍寶石被用作異質襯底。

17.如前述任一項權利要求中所述的方法，用于生成自支撐的III-N層，其中，III表示元素周期表中第III族中的至少一種元素，其中，沉積所述厚III-N層后，所述異質襯底被去掉。

18.一種包含III-N層的襯底，其中，III表示元素周期表中第III族中的至少一種元素，其中，III-N層至少有一邊的表面粗糙度等于或小于50nm。

19.如權利要求18所述的襯底，其中，所述III-N層的厚度至少約40微米，優選至少約100微米，并且尤其優選至少約150微米。

20.如權利要求18或19所述的襯底，該襯底不需要進行以下步驟中的一個或幾個的組合：退火、拋光和刻蝕。