[发明专利]一种在硅衬底上外延生长III族氮化物半导体材料的方法

权利要求书

1.一种在硅衬底上外延生长III族氮化物半导体材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在所述硅衬底表面形成0.1～50nm的晶态Si₃N₄层；

S2：在500～1500℃的温度下通入铝源，将所述晶态Si₃N₄层转化为AlN成核层；

S3：在所述AlN成核层上外延生长III族氮化物半导体材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1步骤为：将所述硅衬底置于外延反应室中，升温至700～1000℃去除其表面的自然氧化层，然后将温度控制为300～1000℃，通入氮源使硅衬底表面形成晶态Si₃N₄层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氮源为氮气、氨气、氮气等离子体或氨气等离子体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中，将温度控制在500～900℃，通入氮源使硅衬底表面形成晶态Si₃N₄层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2所述铝源为金属铝蒸气、二甲基铝或三甲基铝。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，在800～1500℃的温度下通入铝源。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3所述外延方法为金属有机物气相外延法、分子束外延法、化学气相沉积法、氢化物气相外延法或原子层沉积法。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述III族氮化物半导体材料的厚度为1nm～100μm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶态Si₃N₄层的厚度为0.5～20nm，优选1～10nm。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述硅衬底的横向尺寸为1～20英寸，晶面为（001）、（111）或（110）晶面。