[发明专利]一种Ⅲ族氮化物半导体材料及其生长方法

权利要求书

1.一种III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：在半导体衬底上形成一层耐高温掩膜；

步骤B：利用横向外延法在所述耐高温掩膜上生长与所述衬底同质或晶格匹配系数小于3％的异质外延层；

步骤C：将所述半导体置于高温氧化炉中氧化，去除耐高温掩膜，形成与所述衬底同质的悬空图案层；

步骤D：以所述悬空图案层为基底，生长III族氮化物外延，形成III族氮化物半导体材料。

2.如权利要求1所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述半导体的衬底为碳化硅，相应地，所述耐高温掩膜的材料为石墨。

3.如权利要求2所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

步骤A1：将碳化硅衬底清洗后，在衬底上沉积高纯石墨；

步骤A2：通过光刻和干法刻蚀技术在衬底表面形成所需图案掩膜。

4.如权利要求2所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

步骤A1′：将碳化硅衬底清洗后，涂上一层光刻胶，形成厚度大于1微米的光刻胶层；

步骤A2′：通过光刻形成所需图案，然后放入PVT炉内，在真空、氮气或惰性气体环境中，逐渐将样品升温到大于400℃，进行预加热和光刻胶的碳化，需时不小于5分钟，升温速率保持在不大于1500℃/小时。

5.如权利要求3或4所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

将完成掩膜的碳化硅衬底升温到大于等于1500 ℃，进行PVT碳化硅的横向外延层生长，需时不小于1分钟。

6.如权利要求3或4所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述图案为：多边形或圆形。

7.如权利要求1所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述步骤D采用的外延技术为MOCVD、MBE、PVT、HVPE、熔体或溶体外延技术。

8.如权利要求1-7中任一所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述III族氮化物为：氮化镓、氮化铝、铝镓氮、铟镓氮或铝铟镓氮。

9.如权利要求1-7中任一所述的III族氮化物半导体材料的生长方法，其特征在于，所述衬底材料为：硅、砷化镓或氧化锌。

10.一种III族氮化物半导体材料，其特征在于，所述材料包括：

衬底；

通过外延技术形成于所述衬底上的悬空图案层，所述悬空图案层的材料与所述衬底的材料相同；

通过III族氮化物的外延技术生长于所述悬空图案层上的III族氮化物外延。