[发明专利]用于生长平坦半极性氮化镓的技术

权利要求书

1.一种生长氮化物薄膜的方法，其包含：

在衬底上生长平坦半极性氮化物薄膜，其中所述平坦半极性氮化物薄膜是与所述衬底的表面平行生长。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦半极性氮化物薄膜的至少10mm×10mm的表面区域与所述衬底的表面平行。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦半极性氮化物薄膜的具有至少2英寸直径的表面区域与所述衬底的表面平行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦半极性氮化物薄膜为在沿特定方向斜切的{100}尖晶石衬底上生长的氮化镓(GaN)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述特定方向包含<001>、<010>和<011>。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦半极性氮化物薄膜为在沿特定方向斜切的(100)尖晶石衬底上生长的AlN、InN、AlGaN、InGaN或AlInN。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述特定方向包含<001>、<010>和<011>。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦半极性氮化物薄膜为生长于{110}尖晶石衬底上的氮化镓(GaN)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦半极性氮化物薄膜为生长于蓝宝石衬底上的氮化镓(GaN)。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦半极性氮化物薄膜为生长于蓝宝石衬底上氮化镓(GaN)。

11.根据权利要求1所述的方法，其另外包含以下步骤：

将所述衬底载入反应器中，其中所述反应器经抽空以移除氧气，且随后用氮气回填所述反应器；

在促进所述衬底的表面氮化的条件下开启加热炉并逐渐升高所述反应器的温度；

在大气压力下，使氮气、氢气或氨气在所述衬底上进行气体流动；

当所述加热炉达到设定值温度时降低所述反应器的压力；

在降低所述反应器的压力之后，通过使氨气流动并在镓(Ga)上起始氯化氢(HCl)的流动以开始GaN的生长来进行所述氮化镓(GaN)在所述衬底上的生长；及

在所述GaN生长之后冷却所述反应器，其中停止所述HCl的流动，并且在使氨气流动的同时将所述反应器冷却以保存所述GaN。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述衬底是在被载入所述反应器中之前经斜切。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，为生长GaN，在将所述加热炉逐渐升高到所述生长温度的同时使氨气流动，使得在低温下会发生氮化。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，为生长GaN，在所述温度逐渐升高步骤中仅使氢气和氮气流动，并且接着在所述生长温度下于氨气流动的情况下使所述衬底经历高温氮化。

15.根据权利要求1所述的方法，其另外包含，在已生长所述平坦半极性氮化物薄膜之后，于所述平坦半极性氮化物薄膜上生长一个或一个以上装置层。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述在所述平坦半极性氮化物薄膜上生长所述装置层的步骤包括用n型和p型掺杂物掺杂所述装置层，和在再生长层中生长一个或一个以上量子阱。

17.根据权利要求16所述的方法，其另外包含由所述装置层制造发光二极管。

18.一种平坦半极性氮化物薄膜，其是使用权利要求1所述的方法生长而成。