[发明专利]上面具有IIIA-N族外延层的机械稳固硅衬底

权利要求书

1.一种形成外延物品的方法，其包括：

使用柴可拉斯基过程参数生长具有3.2×10¹⁸/cm³的最小硼掺杂度的元素硅的晶体，所述柴可拉斯基过程参数包含小于(＜)平均轴向温度梯度[G]的晶体生长速度(牵引速度)[V]；

将所述晶体切割为具有对准于<111>方向的表面的至少一个元素硅衬底；其中所述元素硅衬底中的空位/填隙的比率小于(<)1；

在所述元素硅衬底的所述表面上生长至少一个外延缓冲层，及

在所述缓冲层上生长至少一个外延IIIA-N族层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述元素硅衬底的杨氏模量比本征硅的杨氏模量高≥25％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述硼掺杂度是在8.4×10¹⁸/cm³与1.2×10²⁰/cm³之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中空位/填隙的所述比率小于(＜)0.5。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述缓冲层上的所述IIIA-N族层包含至少第一IIIA-N族层及不同于所述第一IIIA-N族层的第二IIIA-N族层，所述第一IIIA-N族层是在所述第二IIIA-N族层上，且其中所述第二IIIA-N族层及所述第一IIIA-N族层两者均包括Al_xGa_yN或In_xAl_yN，其中0≤x、y≤1且x+y＝1。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二IIIA-N族层包括GaN且所述第一IIIA-N族层包括AlGaN。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述生长所述IIIA-N族层包括分子束外延MBE、金属有机化学气相沉积MOCVD或卤化物气相外延HVPE。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述缓冲层包括BN、AlN、GaN、AlGaN或InN或其三元或四元混合物。

9.一种外延物品，其包括：

元素硅衬底，其具有3.2×10¹⁸/cm³的最小硼掺杂度及对准于<111>方向的表面；其中所述元素硅衬底中的空位/填隙的比率小于(＜)1；

所述元素硅衬底的表面上的至少一个外延缓冲层，及

所述缓冲层上的至少一个外延IIIA-N族层。

10.根据权利要求9所述的外延物品，其中所述硼掺杂度是在8.4×10¹⁸/cm³与1.2×10²⁰/cm³之间。

11.根据权利要求9所述的外延物品，其中所述元素硅衬底的杨氏模量比本征硅的杨氏模量高≥25％。

12.根据权利要求9所述的外延物品，其中空位/填隙的所述比率小于(＜)0.5。

13.根据权利要求9所述的外延物品，其中所述缓冲层上的所述至少一个外延IIIA-N族层包含至少第一IIIA-N族层及不同于所述第一IIIA-N族层的第二IIIA-N族层，所述第一IIIA-N族层是在所述第二IIIA-N族层上，且其中所述第二IIIA-N族层及所述第一IIIA-N族层两者均包括Al_xGa_yN或In_xAl_yN，其中0≤x、y≤1且x+y＝1。

14.根据权利要求13所述的外延物品，其中所述第二IIIA-N族层包括GaN且所述第一IIIA-N族层包括AlGaN。

15.根据权利要求14所述的外延物品，其进一步包括所述第二IIIA-N族层与所述第一IIIA-N族层之间的InAlN层。