[发明专利]硅衬底上以三族氮化物为主材的半导体晶体生长方法及器件

权利要求书

1.一种硅衬底上以三族氮化物为主材的半导体的晶体生长方法，其特征是包括下述步骤：

将硅衬底放入MOCVD反应炉，在氢气氛围中，加热至高温900℃以上，热处理至少10分钟；

在第一温度700-1200℃下，以双分子四氢化硼锆Zr(BH₄)₄为原料，在硅衬底的部分或全部表面上，用MOCVD技术生长一层二硼化锆薄膜；

在第二温度高于900℃，在上述的二硼化锆薄膜之上，用MOCVD技术生长一层与二硼化锆晶格匹配的AlxGal-xN，x＝0.26氮化铝镓层；

在第三温度400-750℃下，在上述的氮化铝镓层之上，用MOCVD技术生长以AlxGal-xN，0≤x≤1氮化铝镓为主材的三族氮化物单层或多层缓冲层；

和在第四温度650-1200℃下，在上述的由二硼化锆薄膜，AlxGal-xN，x＝0.26氮化铝镓层，和以AlxGal-xN，0≤x≤1氮化铝镓为主材的三族氮化物单层或多层缓冲层组成的复合中间层的表面上，用MOCVD技术生长一层或多层以三族氮化物为主材的半导体薄膜。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的晶体生长方法进一步包括在所述生长的以三族氮化物为主材的半导体薄膜中，进行n-型或p-型搀杂的步骤。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的晶体生长方法中的硅衬底是(111)面取向的硅衬底。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的晶体生长方法中的二硼化锆薄膜，是用包括MOCVD技术、MBE技术在内的任何其它生长技术，预先生长在硅衬底上。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的晶体生长方法中的二硼化锆薄膜的厚度小于100纳米。

6.用权利要求1所述方法制备的以三族氮化物为主材的半导体器件，其特征是包含有：一片硅衬底；用MOCVD技术生长一层由二硼化锆薄膜，一层与二硼化锆晶格匹配的AlxGal-xN，x＝0.26氮化铝镓层，和以AlxGal-xN，0≤x≤1氮化铝镓为主材的三族氮化物单层或多层缓冲层组成的复合中间层；和在复合中间层上生长的一层或多层以n-型或p-型搀杂的三族氮化物为主材的半导体薄膜。

7.按照权利要求6所述的以三族氮化物为主材的半导体器件，其特征是一个在所述的硅衬底上覆盖的复合中间层，形成含有p-n结构造的发光二极管LED。