[发明专利]Ⅲ族氮化物模板的制备方法

权利要求书

1.一种Ⅲ族氮化物模板的制备方法，其特征在于，包括：

在异质衬底上形成混合极性Ⅲ族氮化物的成核层，所述成核层中含有彼此分离的N极性Ⅲ族氮化物和金属极性Ⅲ族氮化物；

在所述成核层上形成混合极性Ⅲ族氮化物的生长层，所述生长层中包含金属极性Ⅲ族氮化物晶柱和N极性Ⅲ族氮化物晶柱，且金属极性Ⅲ族氮化物晶柱高于N极性Ⅲ族氮化物晶柱；

在所述生长层的金属极性Ⅲ族氮化物晶柱的上表面通过横向外延形成金属极性Ⅲ族氮化物的合拢层；

其中，形成所述成核层和所述生长层的氮源和Ⅲ族金属源的摩尔比均大于500:1，形成所述合拢层的氮源和Ⅲ族金属源的摩尔比小于500:1；

所述生长层的形成温度低于1000℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在异质衬底上形成成核层之前还包括：

向所述异质衬底通入氮源，对异质衬底进行氮化处理。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括对形成有合拢层的Ⅲ族氮化物模板进行热退火处理。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，形成所述成核层和所述生长层的氮源和Ⅲ族金属源的摩尔比均为1000:1-5000:1；和/或

形成所述合拢层的氮源和Ⅲ族金属源的摩尔比为500:1-1:1。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述成核层的形成温度为500-990℃，所述成核层的形成压力为30-100mbar，所述成核层的厚度为5-50nm。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述生长层的形成温度为500-990℃，所述生长层的形成压力为30-100mbar，所述生长层的厚度为500-1000nm。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述合拢层的形成温度为1000-1400℃，所述合拢层的形成压力为30-100mbar，所述合拢层的厚度为500-1500nm。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述异质衬底选自蓝宝石衬底、碳化硅衬底或金属衬底。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，

所述成核层、生长层及合拢层分别通过金属有机物化学气相沉积方法、氢化物气相外延和分子束外延中的任意一种方法形成。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法采用如下至少一种条件：

用于形成所述成核层、生长层及合拢层的所述氮源选自氨、氮等离子体、肼类化合物和胺类化合物中的至少一种；

用于形成所述成核层、生长层及合拢层的所述Ⅲ族金属源选自有机金属；

所述Ⅲ族氮化物选自GaN、AlN、AlGaN、InGaN、AlInGaN中的至少一种。

11.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所通入的氮源流量为100-200sccm，通入时间为5-20秒；氮化处理的温度为500-1000℃，压力为30-100mbar。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，氮化处理的温度为700-900℃，压力为40-60mbar。

13.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成所述成核层和所述生长层的氮源和Ⅲ族金属源的摩尔比均为1500:1-3000:1。

14.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成所述合拢层的氮源和Ⅲ族金属源的摩尔比为400:1-200:1。