[发明专利]生成Ⅲ－N层的方法，和Ⅲ－N层或Ⅲ－N衬底，以及其上的器件

权利要求书

1.一种用于生成厚III-N层的外延生长方法，其中，III指元素周期表第III族元素中的至少一种元素，其中，厚度大于等于40微米的厚III-N层被沉积在取向差在0.1°和0.2°之间的异质衬底上。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述异质衬底的取向差范围是0.1°到1°。

3.如权利要求1和2所述的方法，其中，所述异质衬底的取向差的范围是大约0.1°到0.6°，优选是大约0.3°到大约0.6°。

4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在沉积所述厚III-N层之前，至少一层薄III-N层被沉积在所述异质衬底上，以使所述薄层位于所述异质衬底和所述厚III-N层之间。

5.一种用于生成III-N衬底的方法，其中，III表示元素周期表中第III族元素中的至少一种元素，其中，在包含异质衬底和所述薄III-N层的模板的薄III-N层上，沉积了厚度至少是40微米的III-N层，以及其中，相对于其上沉积了所述III-N层的表面的下一晶格平面，所述异质衬底有一个有意选取的微取向差。

6.一种用于生成III-N衬底的方法，其中，III表示元素周期表中第III族元素中的至少一种元素，所述方法包括步骤：在预定的N/III比率和预定的反应器压力下，通过外延生长在衬底上沉积厚度至少是40微米的III-N层；其中，在接近III-N层外延生长过程的最后阶段，N/III比率和/或反应器压力分别相对于预定N/III比率和/或预定反应器压力降低。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述N/III比率的减小和/或所述反应器压力的减小范围分别被减小到预定N/III比率的50％到5％，和/或被减小到预定压力的65％到25％。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中，所述N/III比率的减小和/或所述反应器压力的减小在所述外延生长过程的最后阶段进行，优选在最后60分钟，并且特别是所述生长过程的最后30分钟。

9.如权利要求6-8中任一项所述的方法，其中，所述III-N层的所述外延生长方法在包含异质衬底和可选择的薄III-N层的衬底上进行。

10.如权利要求5-9中任一项所述的方法，其中，所述衬底的晶格取向差在0.1°和2°之间，优选是从大约0.1°到低于1°，更优选择是从大约0.3°到大约0.6°。

11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述III-N层的外延生长厚度大于等于100微米。

12.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述厚III-N层通过氢化物气相外延HVPE生长。

13.如权利要求4-12中的任一项所述的方法，其中，在所述厚III-N层被沉积之前，至少一层薄III-N层通过金属有机物气相外延MOVPE被沉积。

14.如权利要求4-13中的任一项所述的方法，其中，在所述厚III-N层被沉积之前，所述至少一层薄III-N层既没有被刻蚀、也没有被抛光、也没有用高于所述厚III-N层生长温度的温度对其进行热处理。

15.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，厚III-N层和/或可选薄III-N层由单晶III-N材料组成，所述单晶III-N材料优选为单晶GaN或单晶AlN。

16.如前述权利要求中的任一项所述方法，其中，蓝宝石被用作异质衬底。

17.如前述任一项权利要求中所述的方法，用于生成自支撑的III-N层，其中，III表示元素周期表中第III族中的至少一种元素，其中，沉积所述厚III-N层后，所述异质衬底被去掉。

18.一种包含III-N层的衬底，其中，III表示元素周期表中第III族中的至少一种元素，其中，III-N层至少有一边的表面粗糙度等于或小于50nm。

19.如权利要求18所述的衬底，其中，所述III-N层的厚度至少约40微米，优选至少约100微米，并且尤其优选至少约150微米。

20.如权利要求18或19所述的衬底，该衬底不需要进行以下步骤中的一个或几个的组合：退火、抛光和刻蚀。