[发明专利]一种硅衬底上生长氮极性III族氮化物半导体层的方法

权利要求书

1.一种硅衬底上生长氮极性III族氮化物半导体层的方法，包括以下步骤：

步骤S1、硅衬底的表面清洁；

步骤S2、碳化硅中间层的生长；

步骤S3、氮极性III族氮化物半导体层的生长；

其特征在于：所述步骤S2中碳化硅中间层的生长是使用气态碳化物和氢气在硅衬底上生长碳化硅中间层或通入气态碳化物、气态硅化物和氢气在硅衬底上生长碳化硅中间层，所述碳化硅中间层的生长温度≥1100℃，所述碳化硅中间层的厚度介于10-200nm之间，其中，所述气态碳化物为甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、乙炔(C₂H₂)的一种或多种的混合，所述气态碳化物占反应腔总气体的摩尔比介于0.1-10％之间；所述步骤S3中氮极性III族氮化物半导体层的生长，氮极性III族氮化物半导体层包括第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层生长前，在温度≥800℃下通入氨气进行碳化硅中间层的表面处理，所述第一半导体层生长时，在五三比(V/IIIratio)≥1000下，生长厚度≥0.5um的第一半导体层，随后在第一半导体层上完成第二半导体层的生长以实现完整的氮极性III族氮化物半导体层。

2.根据权利要求1所述的一种硅衬底上生长氮极性III族氮化物半导体层的方法，其特征在于：所述硅衬底的上表面为(111)晶面、(100)晶面或(110)晶面的一种。

3.根据权利要求1所述的一种硅衬底上生长氮极性III族氮化物半导体层的方法，其特征在于：所述硅衬底的表面清洁包括硅衬底的表面清洗，以及在≥1000℃下通入H₂进行的表面处理。

4.根据权利要求1所述的一种硅衬底上生长氮极性III族氮化物半导体层的方法，其特征在于：所述的气态硅化物为硅烷(SiH₄)、乙硅烷(Si₂H₆)、六氯乙硅烷(Si₂Cl₆)、二氯甲硅烷(SiH₂Cl₂)的一种或多种的混合，所述气态硅化物占反应腔总气体的摩尔比介于0.1-10％之间。

5.根据权利要求1所述的一种硅衬底上生长氮极性III族氮化物半导体层的方法，其特征在于：所述碳化硅中间层的晶体结构为3C-SiC、4H-SiC或6H-SiC晶体类型的一种。

6.根据权利要求5所述的一种硅衬底上生长氮极性III族氮化物半导体层的方法，其特征在于：所述碳化硅中间层晶体结构为3C-SiC时，其晶体上表面为(111)晶面、(100)晶面或(110)晶面的一种，当所述碳化硅中间层晶体结构为4H-SiC或6H-SiC时，其晶体上表面为(0001)晶面或(000-1)晶面的一种。