[发明专利]生长氮化镓晶体的方法

权利要求书

1.一种氮化镓晶体的生长方法，包括：

在地衬底(U)上，部分形成抑制氮化镓晶体的外延生长的掩模(M)的步骤；和

在掺杂碳的同时，在其中形成了所述掩模(M)的所述地衬底(U)上，外延生长氮化镓晶体的步骤，其中

在所述外延生长的步骤中，第一晶体区从所述掩模(M)外围朝着内部生长，和

在所述第一晶体区中，c轴方向相对于在所述地衬底(U)中没有形成所述掩模(M)的区域上生长的第二晶体区反转。

2.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述第一晶体区由从所述掩模(M)的外围生长的且在该掩模上方相互集结以覆盖所述掩模(M)的晶体形成，和

在所述晶体中c轴方向相对于所述第二晶体区反转。

3.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述第一晶体区生长在具有{11-2-6}面取向的刻面(Fa)处。

4.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述第二晶体区包括低晶体缺陷区部分(Z)，所述低晶体缺陷区部分(Z)生长在具有{11-22}面取向的刻面(F)处。

5.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，进一步包括，

在所述部分形成掩模(M)的步骤之后和在所述外延生长的步骤之前，在形成了所述掩模(M)的所述地衬底(U)上，在400℃-600℃的低温下生长具有至多200nm厚度的氮化镓的缓冲层的步骤。

6.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

在所述外延生长的步骤中晶体生长温度为900℃-1100℃。

7.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述地衬底(U)是异质衬底，所述异质衬底具有在该异质衬底表面上生长的GaN薄膜。

8.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述地衬底(U)是蓝宝石衬底、Si衬底、SiC衬底、GaN衬底和GaAs衬底中的任一种。

9.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

通过氢化物汽相外延法进行所述氮化镓晶体的生长。

10.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述碳的掺杂是通过将碳氢化合物气体引入到反应器中进行的。

11.根据权利要求10的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述碳氢化合物气体包括CH₄、C₂H₆和C₂H₄中的任一种。

12.根据权利要求10的氮化镓晶体的生长方法，其中

引入到所述反应器中的所述碳氢化合物气体的分压为1×10^-4atm-5×10^-2atm。

13.根据权利要求1的氮化镓晶体的生长方法，其中

在所述碳的掺杂中，将含碳的材料放入反应器中以使得从该含碳的材料产生的含碳气体用作碳源。

14.根据权利要求13的氮化镓晶体的生长方法，其中

所述含碳的气体的分压为1×10^-4atm-5×10^-2atm。

15.一种氮化镓晶体衬底，包括：

具有晶体缺陷聚集区(H)的第一晶体区，和

具有低晶体缺陷区部分(Z)和C面生长区部分(Y)的第二晶体区，其中

所述C面生长区部分(Y)的碳浓度与所述晶体缺陷聚集区(H)的碳浓度之比为10¹-10⁵，并且所述C面生长区部分(Y)的碳浓度与所述低晶体缺陷区部分(Z)的碳浓度之比为10¹-10⁵。