[发明专利]使用氨预流在硅基材上使氮化铝形核的方法

权利要求书

1.一种装置，其包括：

硅（Si）基材，其中所述基材是直径至少为200毫米的晶片，及其中所述基材具有Si(111)表面；

覆盖所述基材的Si(111)表面的氮化铝（AlN）缓冲层；及

位于所述缓冲层上方的氮化镓（GaN）上层，其中横跨整个晶片，在氮化铝的最底层原子平面内基本上不存在氮化铝的铝原子，并且横跨整个晶片，在氮化铝的最底层原子平面内基本上只存在氮化铝的氮原子。

2.根据权利要求1的装置，其中在所述基材与所述缓冲层之间不存在SiN_x层。

3.根据权利要求1的装置，其中所述Si(111)表面具有Si(111)1×1结构，而不具有Si(111)7×7结构。

4.根据权利要求1的装置，其中硅和氮化铝的取向为AlN<0001>||Si<111>。

5.根据权利要求1的装置，其中在所述基材与所述缓冲层之间不存在金属铝。

6.根据权利要求1的装置，该装置还包括：

第二缓冲层，其包括氮化铝镓（Al_xGa_1-xN），其中氮化铝镓的所述第二缓冲层设置在所述氮化铝缓冲层与所述氮化镓上层之间。

7.根据权利要求1的装置，其中所述氮化铝（AlN）缓冲层的厚度介于205与250纳米之间。

8.一种方法，其包括：

（a）在一个室内将硅（Si）基材加热至950℃以上的温度；

（b）氢气（H₂）流过所述室；

（c）第一量的氨（NH₃）流过所述室，同时氢气仍旧流过所述室，其中氨的该第一量小于流过所述室的氢气的0.01体积％；

（d）三甲基铝（Al₂(CH₃)₆）流过所述室，同时氢气仍旧流过所述室；及

（e）后续量的氨流过所述室，同时三甲基铝仍旧流过所述室，其中氨的该后续量大于流过所述室的氢气的0.002体积％。

9.根据权利要求8的方法，其中所述第一量的氨流过所述室历时介于三十秒与三分钟之间。

10.根据权利要求8的方法，其中所述基材是具有表面的晶片，及其中在所述基材的每一平方厘米的所述表面上氨的所述第一量不超过每分钟0.006立方厘米。

11.根据权利要求8的方法，其中所述基材是具有表面的晶片，及其中氢气流过所述室是通过在所述基材的每一平方厘米的所述表面上每分钟流过106与118立方厘米之间的氢气的方式进行的。

12.根据权利要求8的方法，其中三甲基铝流过所述室历时介于十与二十分钟之间。

13.根据权利要求8的方法，其中三甲基铝以每分钟大约九十微摩尔的量流过所述室。

14.根据权利要求8的方法，其中在（b）中氢气流动期间所述室内的温度为1100℃以上，及其中在（c）中所述第一量的氨流动期间所述室内的温度介于1000℃与1050℃之间。

15.一种装置，其包括：

硅（Si）基材，其中所述基材是直径大于六英寸的晶片，及其中所述基材具有Si(111)表面；

在所述基材上方的氮化镓（GaN）上层，其中在Si(111)表面与所述氮化镓上层之间存在晶格错配；及

组件，其用于补偿所述晶格错配，从而能够在减少应力的情况下生长所述氮化镓上层，其中所述组件包括氮原子，及其中横跨整个晶片，基本上只有所述组件的氮原子与Si(111)表面形成键结。

16.根据权利要求15的装置，其中在所述基材与所述组件之间不存在其他物质的层。

17.根据权利要求15的装置，其中所述Si(111)表面具有Si(111)1×1结构，而不具有Si(111)7×7结构。

18.根据权利要求15的装置，该装置还包括：

缓冲层，其包括氮化铝镓（Al_xGa_1-xN），其中氮化铝镓的所述缓冲层设置在所述组件与所述氮化镓上层之间。