[发明专利]提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法及氮化铝材料

权利要求书

1.一种提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于包括：

(1)在衬底上生长形成氮化铝底层；

(2)在所述氮化铝底层上生长氮化铝孔洞形成层，同时在氮化铝孔洞形成层内形成复数个孔洞；

(3)在所述氮化铝孔洞形成层上生长氮化铝合并层，并使形成氮化铝合并层的材料在各孔洞顶部合并而原位形成空洞，且使所述空洞被包裹在氮化铝合并层内部，从而使在所述空洞之上形成的外延层具有平整无裂纹的表面。

2.根据权利要求1所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于包括：控制所述氮化铝孔洞形成层的外延生长条件，从而在生长氮化铝孔洞形成层的同时形成复数个孔洞；其中，所述的外延生长条件包括：生长温度为500～950℃、V/III为500～50000、压力为100～500mbar。

3.根据权利要求2所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于：所述孔洞的直径为1～1000nm。

4.根据权利要求1所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于包括：控制所述氮化铝合并层的外延生长条件，从而在氮化铝孔洞形成层上横向生长形成氮化铝合并层；其中，所述的外延生长条件包括：生长温度为1000～1800℃、V/III比为0～500、压力为0～100mbar。

5.根据权利要求1或4所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于还包括：调整所述氮化铝合并层的生长速率和/或引入原位掩膜，从而形成所述的空洞。

6.根据权利要求1或4所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于：所述空洞的宽度为0～1000nm，纵向深度为0～2000nm。

7.根据权利要求1或4所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于：所述空洞的截面形状包括棱形、三角形、四边形、六边形、八边形、十二边形、圆盘形、圆环形、螺旋形中的任意一种。

8.根据权利要求1或4所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于：所述空洞的侧壁为具有指定晶向的晶面族或无固定晶向。

9.根据权利要求1所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于包括：至少选用MOCVD、MBE、HVPE中的任意一种方式生长形成所述氮化铝孔洞形成层或氮化铝合并层。

10.根据权利要求1所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于包括：至少采用MOCVD、MBE或溅射法生长形成所述的氮化铝底层。

11.根据权利要求1所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于还包括：重复步骤(2)-(3)的操作，从而形成包含多层空洞结构的氮化铝材料。

12.根据权利要求1所述的提高氮化铝材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于：所述衬底材料包括GaN、ZnO、AlN、蓝宝石、SiC、Si中的任意一种或两种以上的组合。

13.由权利要求1-12中任一项所述的方法制备的氮化铝材料。

14.一种提高半导体材料晶体质量的外延生长方法，其特征在于包括：

(1)在衬底上生长形成III-V族氮化物底层；

(2)在所述氮化物底层上生长III-V族氮化物孔洞形成层，同时在所述孔洞形成层内形成复数个孔洞；

(3)在所述孔洞形成层上生长III-V族氮化物合并层，并使形成所述合并层的材料在各孔洞顶部合并而原位形成空洞，且使所述空洞被包裹在所述合并层内部，从而使在所述空洞之上形成的外延层具有平整无裂纹的表面。