准氮化铝和准氮化镓基生长衬底及在氮化铝陶瓷片上生长的方法

摘要

本发明揭示大面积高质量高热导率的准氮化铝生长衬底和准氮化镓基生长衬底及其在氮化铝陶瓷片上生长的技术和工艺。由此得到的生长衬底可以减小氮化镓基外延层和生长衬底之间的晶格常数和热胀系数的差别，具有优良的热导率，可以应用于低成本的生长高质量大功率的半导体氮化镓基发光二极管和铝镓氮－氮化镓基高电子迁移率晶体管(HEMT)等半导体芯片和器件。该技术和工艺的一个具体实施实例：中间媒介层(包括铝和钛等)层叠在氮化铝陶瓷生长衬底上，中间媒介层的表面层氮化成为氮化层(包括氮化铝和氮化钛等)，氮化铝外延层生长在氮化层上，氮化铝外延层和氮化铝陶瓷生长衬底构成准氮化铝生长衬底。在氮化铝层上进一步生长氮化镓基外延层，构成准氮化镓基生长衬底。

主权项

1.准氮化铝生长衬底，组成部分包括，但不限于，-生长衬底；其中，所述的生长衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，氮化铝陶瓷，其它的与氮化铝外延层和氮化镓基外延层有相同或相近的热胀系数的材料；-中间媒介层；其中，所述的中间媒介层层叠在所述的生长衬底上；其中，所述的中间媒介层具有一层或多层结构，每层的材料不同；其中，所述的中间媒介层的每层的材料是从一组材料选出，该组材料包括，但不限于，元素铝，钛，钒，铬，钪，锆，铪，钨，铊，镉，铟，金，等，所述的元素的不同的组合，所述的元素的合金；其中，所述的中间媒介层的厚度在埃到微米的范围；-氮化铝层；其中，所述的氮化铝层层叠在所述的中间媒介层上；其中，所述的氮化铝层是，但不限于，(1)外延生长在所述的中间媒介层上的氮化铝层；(2)当所述的中间媒介层的表面层是铝层时，由氮化所述的中间媒介层的表面铝层得到的氮化铝层；(3)上述(1)和(2)的组合。