[发明专利]基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法

权利要求书

1.一种基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，包括：

步骤A：在Si衬底的表面利用氨源或氮气氮化一层Si₃N₄膜，该Si₃N₄膜的晶体取向为(001)方向；

步骤B：在所述Si₃N₄膜的表面依次沉积生长AlN成核层以及AlN buffer层；

步骤C：在所述AlN buffer层上外延生长GaN膜；

步骤D：在所述GaN膜的表面外延生长富In组分的氮化物薄膜。

2.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述Si衬底选取(111)晶面作为其生长表面，所述Si衬底的厚度介于100微米至2000微米之间。

3.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述Si₃N₄膜的厚度介于1nm至200nm之间；

其中，所述Si₃N₄膜在整个所述Si衬底表面是连续的二维薄膜；或

所述Si₃N₄膜是以规则形状排列的非连续二维薄膜；或

所述Si₃N₄膜是连续的或非连续的三维结构的薄膜。

4.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述Si₃N₄膜是多晶或者非晶的材料。

5.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，其中：

所述Si₃N₄膜的生长方法为：利用N₂或者裂解的氨气中的氮原子与所述Si衬底表面的Si原子进行化学反应形成薄膜；

所述Si₃N₄膜的生长设备包括MBE、MOCVD、HVPE或CVD。

6.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述Si₃N₄膜的生长方法为利用Si₃N₄靶材在Si衬底表面溅射形成；

其中，Si衬底的表面晶体取向为(111)方向。

7.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，其中：

所述AlN成核层位于所述Si₃N₄膜表面；

所述AlN成核层的厚度介于3nm至300nm之间；

所述AlN成核层的表面晶体取向为(000-1)。

8.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述Si₃N₄膜的表面有介质掩模。

9.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述Si₃N₄膜的表面没有介质掩模。

10.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述AlN成核层形成连续的闭合薄膜。

11.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述AlN成核层形成未闭合薄膜。

12.根据权利要求1所述的基于Si衬底的N极性面富In组分氮化物材料生长方法，所述AlN成核层的生长方法包括：MCVD、MBE、HVPE或CVD。