[发明专利]形成III/V族半导体材料的方法及用该方法形成的半导体结构

权利要求书

1.一种形成InGaN的方法，该方法包括：

在腔室内提供GaN层；

在所述GaN层的表面上外延生长InGaN层，该步骤包括：

在所述腔室内提供气体前体混合物；

选择所述气体前体混合物，以包括一个或者多个III族前体和氮前体；

将所述气体前体混合物配制为使所述腔室内所述氮前体的分压与所述一个或者多个III族前体的分压的比率至少为大约5600；以及

在所述GaN层的表面附近分解所述一个或者多个III族前体的至少一部分和所述氮前体的至少一部分；以及

将所述InGaN层生长到大于大约100纳米(100nm)并且小于所述InGaN层的临界厚度的平均最终厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述气体前体混合物配制为使所述腔室内所述氮前体的分压和所述一个或者多个III族前体的分压的比率至少为大约5600的步骤包括：将所述气体前体混合物配制为使所述比率处于从5600到6600的范围内。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述GaN层的表面上外延生长所述InGaN层的步骤包括：使用卤化物气相外延(HVPE)处理或者金属有机气相外延(MOVPE)处理在所述GaN层的表面上沉积所述InGaN层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述InGaN层生长到大于大约100nm的平均最终厚度的步骤：包括将所述InGaN层生长到大于大约150纳米(150nm)的平均最终厚度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述InGaN层生长到大于大约150nm的平均最终厚度的步骤包括：将所述InGaN层生长到大于大约200纳米(200nm)的平均最终厚度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，外延生长所述InGaN层的步骤包括：将所述InGaN层配制为具有In_xGa_(1-x)N的化学式，其中，x至少为大约0.05。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述InGaN层配制为具有In_xGa_(1-x)N的化学式，其中，x至少为大约0.05的步骤包括：将所述InGaN层配制为具有In_xGa_(1-x)N的化学式，其中，x处于大约0.05到大约0.10之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述GaN层的表面上外延生长所述InGaN层的步骤进一步包括：将所述InGaN层配制为所述InGaN层和所述GaN层之间的弛豫晶格参数错配处于所述GaN层的弛豫平均晶格参数的大约0.5％到大约1.0％之间。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述InGaN层生长到大于大约100nm的平均最终厚度的步骤包括：将所述InGaN层生长到大于大约150纳米(150nm)的平均最终厚度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述InGaN层生长到大于大约150nm的平均最终厚度的步骤包括：将所述InGaN层生长到大于大约200纳米(200nm)的平均最终厚度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述InGaN层生长到平均最终厚度的步骤进一步包括：在所述InGaN层中形成具有大约200纳米(200nm)或者更小的平均凹坑宽度的多个V凹坑。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，形成具有大约200nm或者更小的平均凹坑宽度的多个V凹坑的步骤包括：形成具有大约150纳米(150nm)或者更小的平均凹坑宽度的多个V凹坑。

13.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：选择所述氮前体，以包括氨。

14.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：选择所述一个或者多个III族前体，以包括三甲基铟和三乙基镓。

15.一种包括三元III族-氮化物材料的半导体结构，所述三元III族-氮化物材料包括铟和铝中的至少一种以及氮、镓，所述三元III族-氮化物材料是通过包括以下步骤的方法形成的：

在腔室内提供包括二元III族-氮化物材料的衬底；以及

在所述二元III族-氮化物材料上外延生长三元III族-氮化物材料层，该步骤包括：

在所述腔室内提供气体前体混合物，所述气体前体混合物包括氮前体和两个或者更多III族前体；

将所述气体前体混合物配制为使得所述腔室内所述氮前体的分压与所述两个或者更多III族前体的分压的比率至少为大约5600；以及

在所述腔室中分解所述氮前体和所述两个或者更多III族前体；

其中，完全生长的所述三元III族-氮化物材料层具有大于大约100纳米(100nm)的平均最终厚度；

其中，完全生长的所述三元III族-氮化物材料层和所述二元III族-氮化物材料层之间的弛豫晶格参数错配至少为所述二元III族-氮化物材料的弛豫平均晶格参数的大约0.5％；以及

其中，完全生长的所述三元III族-氮化物材料层在其中包括具有大约200纳米(200nm)或者更小的平均凹坑宽度的多个V凹坑。