[发明专利]用于制备III‑N单晶的方法以及III‑N单晶

权利要求书

1.用于制备模板的方法，所述模板包括衬底和至少一个III-N晶体层，其中III表示元素周期表第三主族的至少一种选自Al、Ga和In的元素，其中所述方法包括以下步骤：

a)准备衬底，

b)在第一晶体生长温度下在衬底上进行晶体III-N材料的生长，

c)将在雏晶聚结开始的时间点的温度改变成第二温度，所述第二温度相对于第一晶体生长温度有所改变，然而在所述第二温度仍然可以进行晶体生长，所述温度改变在继续晶体生长期间进行，

d)继续晶体生长，以在相对于第一生长温度有所改变的范围内在聚结的III-N雏晶上形成III-N晶体，在该步骤d)中不添加In，

条件是，如果所使用的衬底具有比直到步骤d)中所要生长的III-N晶体更高的热膨胀系数，则步骤c)中的第二温度低于所述第一温度，和在步骤d)中在第一生长温度以下继续晶体生长，

或如果所使用的衬底具有比直到步骤d)所要生长的III-N晶体更低的热膨胀系数，则步骤c)中的第二温度高于所述第一温度，和在步骤d)中在第一生长温度以上继续晶体生长。

2.用于制备III-N单晶的方法，其中III表示元素周期表第三主族的至少一种选自Al、Ga和In的元素，所述方法包括以下步骤：

a)准备衬底，

b)在第一晶体生长温度下在衬底上进行晶体III-N材料的生长，

c)将在雏晶聚结开始的时间点的温度改变成第二温度，所述第二温度相对于第一晶体生长温度有所改变，但是仍然可以进行晶体生长，所述温度改变在继续晶体生长期间进行，

d)继续晶体生长，以在相对于第一生长温度有所改变的范围内在聚结的III-N雏晶上形成III-N晶体，在该步骤d)中不添加In，

条件是，如果所使用的衬底具有比直到步骤d)中所要生长的III-N晶体更高的热膨胀系数，则步骤c)中的第二温度低于所述第一温度，和在步骤d)中在第一生长温度以下继续晶体生长，

或如果所使用的衬底具有比直到步骤d)所要生长的III-N晶体更低的热膨胀系数，则步骤c)中的第二温度高于所述第一温度，和在步骤d)中在第一生长温度以上继续晶体生长，

e)在可以独立于所述第一和第二温度进行选择的晶体生长温度下进行附加外延晶体生长以形成III-N晶体，其中可以任选在该步骤e)中添加In，和

f)分解所形成的III-N单晶和衬底。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤c)中改变，即降低或升高温度确定反应器中的温度差ΔT(T₁-T₂)，其值至少为10℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述温度差ΔT(T₁-T₂)的值在10至100℃范围内。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述温度差ΔT(T₁-T₂)的值在20至50℃范围内。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤d)中的生长阶段期间，生长表面的给定曲率在生长温度下连续或间歇减小。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在生长温度下，在步骤d)开始时(曲率值K_a)和结束时(曲率值K_e)模板的曲率差(K_a-K_e)具有正符号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述曲率差(K_a-K_e)为至少5km^-1。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述曲率差(K_a-K_e)为至少10km^-1。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用形成模板的步骤d)将厚度在0.1至10μm范围内的III-N层施加到衬底上。