[发明专利]用于GaN基光电与电子器件的控氧PVD AlN缓冲部

权利要求书

1.一种形成用于氮化镓(GaN)基光电或电子器件的氮化铝(AlN)缓冲层的方法，所述方法包括下列步骤：

反应性溅射AlN层于基板上，所述反应性溅射步骤包括使置于物理气相沉积(PVD)腔室内的含铝靶材与含氮气体或以含氮气体为基础的等离子体发生反应；及

将氧并入所述AlN层中。

2.如权利要求1所述的方法，其中将氧并入的步骤是通过使含氧气体流入所述PVD腔室中来执行的，所述含氧气体选自由O₂、H₂O、CO、CO₂、NO、NO₂、O₃和上述物质的组合物所组成的群组。

3.如权利要求1所述的方法，其中将氧并入的步骤是通过在使所述含铝靶材与所述含氮气体或以含氮气体为基础的所述等离子体发生反应之前使含氧气体流入来执行的。

4.如权利要求1所述的方法，其中将氧并入的步骤是通过使含氧气体流入、同时使所述含铝靶材与所述含氮气体或以含氮气体为基础的所述等离子体发生反应来执行的。

5.如权利要求1所述的方法，其中将氧并入的步骤是通过在使所述含铝靶材与所述含氮气体或以含氮气体为基础的所述等离子体发生反应之后使含氧气体流入来执行的。

6.如权利要求1所述的方法，其中将氧并入所述AlN层中的步骤包括将约在1E18至1E23cm^-3范围内的氧浓度并入所述AlN层中。

7.一种用于GaN基光电或电子器件的材料堆叠物，所述材料堆叠物包括：

基板；及

氮化铝(AlN)缓冲层，所述AlN缓冲层设置于所述基板上，所述AlN层有约在1E18至1E23cm^-3范围内的氧浓度。

8.如权利要求7所述的材料堆叠物，其中一部分所述氧被包括在AlN/基板界面处。

9.如权利要求7所述的材料堆叠物，其中一部分所述氧被包括在所述AlN缓冲层的最外层表面处。

10.如权利要求7所述的材料堆叠物，进一步包括：

高质量GaN层，所述高质量GaN层设置于所述AlN缓冲层上，所述高质量GaN层的XRD(002)FWHM＜100弧秒且XRD(102)FWHM＜150弧秒。

11.如权利要求7所述的材料堆叠物，其中所述基板选自由蓝宝石、Si、SiC、钻石覆Si、ZnO、LiAlO₂、MgO、GaAs、铜和W所组成的群组。

12.一种发光二极管(LED)装置，所述装置包括：

基板；及

氮化铝(AlN)缓冲层，所述AlN缓冲层设置于所述基板上，所述AlN层有约在1E18至1E23cm^-3范围内的氧浓度。

13.如权利要求12所述的LED装置，其中一部分所述氧被包括在AlN/基板界面处。

14.如权利要求12所述的LED装置，其中一部分所述氧被包括在所述AlN缓冲层的最外层表面处。

15.如权利要求12所述的LED装置，进一步包括：

高质量GaN层，所述高质量GaN层设置于所述AlN缓冲层上，所述高质量GaN层的XRD(002)FWHM＜100弧秒且XRD(102)FWHM＜150弧秒。

16.一种GaN基电子器件，所述器件包括：

基板；及

氮化铝(AlN)缓冲层，所述AlN缓冲层设置于所述基板上，所述AlN层有约在1E18至1E23cm^-3范围内的氧浓度。

17.如权利要求16所述的GaN基电子器件，其中所述器件是选自由场效晶体管(FET)和功率器件所组成的群组的一种。

18.如权利要求16所述的GaN基电子器件，其中一部分所述氧被包括在AlN/基板界面处。

19.如权利要求16所述的GaN基电子器件，其中一部分所述氧被包括在所述AlN缓冲层的最外层表面处。