[发明专利]外延方法和通过该方法生长的模板

权利要求书

1.一种用于制造包含半导体材料的层的方法，所述半导体材料以下 称作层材料，所述方法包括：

提供包括多个岛状物的模板结构，所述岛状物具有基本上不规则的 空间排列，包括具有一种以上选定的晶体性质的上表面，并包括其上优 先成核并生长所述层材料的材料，所述其上优先成核并生长所述层材料 的材料以下称作岛状物材料，其中，所述选定的晶体性质包括选定的晶 体极性+c；

在所述模板结构上沉积掩蔽材料以使大多数的所述岛状物的上表面 经由所述掩蔽材料而暴露，所述掩蔽材料经选择以使所述层材料相比于 在所述掩蔽材料上而优先在岛状物上成核和生长；和

在下述条件下在所述模板结构上生长所述层材料，所述条件经选择 以有利于在所述岛状物上成核，然后外延横向过生长以横向越过所述岛 状物，再聚结以形成基本上连续的最终半导体层，该半导体层承袭了所 述岛状物的一种以上的所述选定的晶体性质。

2.如权利要求1所述的方法，所述选定的晶体性质还包括低密度的 晶体缺陷和减少的结晶应变中的一种以上。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述岛状物具有的空间密度使 得所述最终半导体层基本上为单晶。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述层材料包括：元素半导体 材料，或合金半导体材料，或II-VI族化合物半导体材料，或III-V族化 合物半导体材料，或所述材料的组合。

5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过下述步骤剥离所 述最终半导体层的一部分：

在所述最终半导体层中形成弱化区；和

施加能量以在所述弱化区剥离所述最终半导体层的一部分。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述剥离的层具有基本上单一 的晶体极性。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述层材料包括III族氮化物 材料，所述岛状物材料包括相同的或不同的III族氮化物材料，所述方法 还包括：

提供具有促进所述岛状物材料成核的表面的基础衬底；和

在下述条件下在所述基础衬底上生长所述岛状物材料，所述条件经 选择从而以基本上不规则的空间排列的方式形成分离的岛状物，所述分 离的岛状物包括具有一种以上选定的晶体性质的上表面。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述岛状物在经选择的另外的 条件下生长以使多个出现在所述基础衬底的位错横向弯曲并终止于所述 岛状物的侧面。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述层材料包括GaN，并且所 述选定的晶体性质包括为10⁸/cm²以下的缺陷的表面密度、至少为5％的 晶格应变的驰豫比例和选定为+c取向的晶体极性中的一种以上。

10.如权利要求7所述的方法，其中，所述岛状物在经选择的另外 的条件下生长从而具有显示相对阻碍所述层材料成核和生长的晶面的侧 面，并具有显示相对促进所述层材料成核和生长的晶面的上表面。

11.如权利要求7所述的方法，其中，所述层材料在经进一步选择的 条件下生长，所述条件首先有利于所述层材料由所述岛状物的上表面更 加垂直地生长，其次有利于所述层材料由所述更加垂直地生长的层材料 更加横向生长。

12.如权利要求7所述的方法，其中，所述层材料在经进一步选择 以有利于形成多个位于其他的聚结岛状物之间的中空区域的条件下生 长，所述中空区域经调整间距和大小能够使得通过施加能量而在所述中 空区域处剥离所述最终半导体层的一部分。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述掩蔽材料包括氮化硅、 或氧化硅或其混合物。

14.如权利要求1所述的方法，其中，沉积所述掩蔽材料以使所述 岛状物的大多数侧面和未被所述岛状物覆盖的衬底的大多数部分被所述 掩蔽材料基本上覆盖，但使所述岛状物的大多数上表面保持基本上不存 在所述掩蔽材料。