[發明專利]用于制備III?N單晶的方法以及III?N單晶

有效

• 申請號: 201380015539.8
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN104364429B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: M·格林德爾;F·布儒納;E·里希特;F·哈貝爾;M·魏爾斯
• 申請（專利權）人: 弗賴貝格化合物原料有限公司
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;C30B29/40;H01L21/02;C30B25/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 柳冀

1.用于制備模板的方法，所述模板包括襯底和至少一個III-N晶體層，其中III表示元素周期表第三主族的至少一種選自Al、Ga和In的元素，其中所述方法包括以下步驟：

a)準備襯底，

b)在第一晶體生長溫度下在襯底上進行晶體III-N材料的生長，

c)將在雛晶聚結開始的時間點的溫度改變成第二溫度，所述第二溫度相對于第一晶體生長溫度有所改變，然而在所述第二溫度仍然可以進行晶體生長，所述溫度改變在繼續晶體生長期間進行，

d)繼續晶體生長，以在相對于第一生長溫度有所改變的范圍內在聚結的III-N雛晶上形成III-N晶體，在該步驟d)中不添加In，

條件是，如果所使用的襯底具有比直到步驟d)中所要生長的III-N晶體更高的熱膨脹系數，則步驟c)中的第二溫度低于所述第一溫度，和在步驟d)中在第一生長溫度以下繼續晶體生長，

或如果所使用的襯底具有比直到步驟d)所要生長的III-N晶體更低的熱膨脹系數，則步驟c)中的第二溫度高于所述第一溫度，和在步驟d)中在第一生長溫度以上繼續晶體生長。

2.用于制備III-N單晶的方法，其中III表示元素周期表第三主族的至少一種選自Al、Ga和In的元素，所述方法包括以下步驟：

a)準備襯底，

b)在第一晶體生長溫度下在襯底上進行晶體III-N材料的生長，

c)將在雛晶聚結開始的時間點的溫度改變成第二溫度，所述第二溫度相對于第一晶體生長溫度有所改變，但是仍然可以進行晶體生長，所述溫度改變在繼續晶體生長期間進行，

d)繼續晶體生長，以在相對于第一生長溫度有所改變的范圍內在聚結的III-N雛晶上形成III-N晶體，在該步驟d)中不添加In，

條件是，如果所使用的襯底具有比直到步驟d)中所要生長的III-N晶體更高的熱膨脹系數，則步驟c)中的第二溫度低于所述第一溫度，和在步驟d)中在第一生長溫度以下繼續晶體生長，

或如果所使用的襯底具有比直到步驟d)所要生長的III-N晶體更低的熱膨脹系數，則步驟c)中的第二溫度高于所述第一溫度，和在步驟d)中在第一生長溫度以上繼續晶體生長，

e)在可以獨立于所述第一和第二溫度進行選擇的晶體生長溫度下進行附加外延晶體生長以形成III-N晶體，其中可以任選在該步驟e)中添加In，和

f)分解所形成的III-N單晶和襯底。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟c)中改變，即降低或升高溫度確定反應器中的溫度差ΔT(T₁-T₂)，其值至少為10℃。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述溫度差ΔT(T₁-T₂)的值在10至100℃范圍內。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述溫度差ΔT(T₁-T₂)的值在20至50℃范圍內。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟d)中的生長階段期間，生長表面的給定曲率在生長溫度下連續或間歇減小。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在生長溫度下，在步驟d)開始時(曲率值K_a)和結束時(曲率值K_e)模板的曲率差(K_a-K_e)具有正符號。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述曲率差(K_a-K_e)為至少5km^-1。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述曲率差(K_a-K_e)為至少10km^-1。

10.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用形成模板的步驟d)將厚度在0.1至10μm范圍內的III-N層施加到襯底上。