[发明专利]硅衬底上III族氮化物外延薄膜的选区生长方法及结构

摘要

本发明公开了一种硅衬底上III族氮化物外延薄膜的选区生长方法及结构。本发明采用了碳纳米管阵列作为微米/纳米复合尺寸掩膜，可直接得到高质量的III族氮化物外延薄膜，在较小厚度内得到表面光亮，且高质量、低应力的III族氮化物外延薄膜；碳纳米管掩膜的制备具有工艺简单，成本低廉、环保、化学性质稳定、耐高温以及表面洁净度高等优点；还具有图形的尺寸、形状均灵活且精确可控的优点；还可以在外延薄膜中多次插入碳纳米管掩膜，以形成周期性碳纳米管掩膜结构，进一步提高III族氮化物外延薄膜的晶体质量，并且由于碳纳米管具有热导率高和电导率高等特点，因此对后续制得的微电子或光电子器件而言，可以起到散热及电流扩展等作用。

主权项

一种硅衬底上III族氮化物外延薄膜的选区生长方法，其特征在于，所述选区生长方法包括以下步骤：1)选取衬底：衬底采用晶向为<111>、<110>或<100>的硅衬底，或者采用在硅衬底上外延生长了厚度为10～1000nm的AlN成核层的复合衬底；2)在衬底上铺设碳纳米管掩膜：将已生长好的碳纳米管薄膜从其生长衬底上剥离，然后依据需要在衬底上铺设单层或多层碳纳米管薄膜，形成碳纳米管掩膜，最终形成的碳纳米管掩膜中，平行排列的碳纳米管会相互聚集，形成平行排列的捆簇结构，每一捆簇中碳纳米管之间的间距为纳米量级，形成纳米级生长窗口；相邻捆簇之间的间距为微米量级，形成微米级生长窗口，纳米级生长窗口和微米级生长窗口会相间排列，套构而成微米/纳米复合尺寸掩膜；3)在铺设了碳纳米管掩膜的衬底上，生长III族氮化物外延薄膜：采用金属有机物化学气相沉积MOCVD或分子束外延MBE技术生长III族氮化物外延薄膜。