[发明专利]硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法

权利要求书

1.硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在硅衬底上制备硅的共晶合金层；

步骤S2：在所述硅的共晶合金层的表面生长氮极性的氮化铝层；

所述步骤S1实现为包括：

步骤S11：对硅衬底的表面进行氮化，在硅衬底的表面生成SiN_x层；

步骤S12：在SiN_x层的表面生长硅的共晶合金层；

所述硅的共晶合金层为硅-铝共晶合金层或者硅-镁共晶合金层。

2.根据权利要求1所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2均在可通过金属有机气相外延或者分子束外延的方法在同一反应炉内连续进行。

3.根据权利要求1所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述SiN_x层的厚度为1nm-2nm。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述在所述硅的共晶合金层的表面生长氮极性的氮化铝层的方法实现为包括：

在与制备所述硅的共晶合金层时相同的温度和气压条件下，通入铝源和氮源，在所述硅的共晶合金层的表面生长得到低温氮化铝层。

5.根据权利要求4所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述在所述硅的共晶合金层的表面生长氮极性的氮化铝层的方法实现为还包括：

在温度高于所述低温氮化铝层的生长温度的条件下，在所述低温氮化铝层的表面生长得到高温氮化铝层，其中，所述低温氮化铝层的厚度为10nm-50nm，所述高温氮化铝层的厚度为50nm-300nm，所述低温氮化铝层和高温氮化铝层共同构成所述氮极性的氮化铝层。

6.根据权利要求1至3任一项所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述硅-铝共晶合金层或者硅-镁共晶合金层的厚度为1nm-2nm。

7.根据权利要求4所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述硅-铝共晶合金层或者硅-镁共晶合金层的厚度为1nm-2nm。

8.根据权利要求5所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述硅-铝共晶合金层或者硅-镁共晶合金层的厚度为1nm-2nm。

9.根据权利要求1至3任一项所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述在SiN_x层的表面生长硅-铝共晶合金层的方法实现为包括：

同时通入铝源和硅源，并在所述SiN_x层的表面生长得到1nm-2nm的硅-铝共晶合金层后停止通入铝源和硅源或仅停止通入硅源；

所述在SiN_x层的表面生长硅-镁共晶合金层的方法实现为包括：

同时通入镁源和硅源，并在所述SiN_x层的表面生长得到1nm-2nm的硅-镁共晶合金层后停止通入镁源和硅源。

10.根据权利要求1至3任一项所述的硅衬底上生长氮极性Ⅲ族氮化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤S11之前还包括通过化学反应除去硅衬底表面自然氧化物；

其中，所述硅衬底为具有2°-4°斜切偏角的衬底。