專利名稱：：用于形成氮化物晶體的方法
技術領域：
：本發明涉及用于生長高質量氮化物晶體的方法，所述氮化物晶體用于電子器件中。特別地，本發明涉及用于生長氮化物晶體的方法和選自A1N、InGaN、AlGalnN、InGaN和AlGaNInN中的一種的結晶成分。所述成分包括真的單晶，其從直徑至少lmm的單核生長，沒有橫向應變和傾斜晶界，具有低于約1()4cm'2的位錯密度。
背景技術：
：全世界的實驗室開發了用于生長高質量氮化鎵(GaN)晶體的各種方法。然而，其它氮化物晶體如AlN和InN,作為襯底用于如UV-LEDs、UV-光電探測器和場效應晶體管的應用是非常有用的，但目前是不可得的。A1N的帶隙(6.2eV)比GaN的(3.4eV)大很多，這使其成為用于深-UV光發射器和探測器的選擇的襯底。此外，導熱性極大地高于GaN,潛在地使其作為用于特定電子器件如場效應晶體管(也稱為高電子遷移率晶體管)的襯底是優異的。InN具有任何已知氮化物中最高的電子速率，可用于高頻率器件中。在除GaN之外的結晶氮化物的生長中，存在很多現有技術，但其中沒有技術采用在高于約5kbar的壓力下的超臨界溶劑。從同時需要以下的觀點，現存方法中還沒有商業可行的(i)如傳統硅和砷化鎵襯底那樣，生產適合于切割為晶片的大的(^2"直徑)單晶晶錠(boule);(ii)生產高質量晶體，特征為低濃度雜質和位錯及窄x-射線搖擺曲線；和(iii)為了適中的成本生產，足夠高的生長速率。如最初由Slack和McNelly[J.Cryst.Growth34,263(1976)and42,560(1977)]公開的，已可提供迄今為止生長的最大晶體的塊材AlN生長的技術為升華-再濃縮。然而，該技術需要極高的溫度(約2250°C)，包括與能夠引起壓力和污染的坩堝接觸，趨于生產具有大量位錯濃度、小角度晶界和多晶域的晶體。幾位作者已公開了在超臨界氨中小A1N晶體的生長，著名地為Peters[J.Cryst.Growth104,411(1990)]、Kolis等人[Mater.Res.Soc.Symp.Proc.495，367(1998)]、Dwilinski等人[DiamondRelat.Mater.7,1348(1998)]和Demazeau等人[HighPressureResearch18,227(2000)]。然而，這些后者的方法受最大壓力2-5kbar和最大溫度400-60CTC下可得設備(高壓釜)的類型的限制，生產的晶體在微米尺寸范圍內，生長速率非常低。也已報導在液體炫劑如Ca3N2[美國專利3,450,499]或Na3AlF6[RBCampbell等人，TechnicalReportAFAPL-TR-67-23(1967)]中的A1N生長，但在各情況下生產的晶體為不大于lmm。據我們所知，還沒有報導通過任何方法的InN的單晶生長。本發明人已公開在超臨界氨中生長高質量GaN晶體的方法。然而，這些方法直接應用于生長A1N是不成功的。Al和In均比Ga更親氧，本發明人已發現，為了在超臨界氨中晶體生長的成功，需要減少原料的氧化物含量。此處提供用于制備高質量氮化物晶體的技術。
發明內容在一方面中，本發明涉及用于生長氮化物晶體的方法，其包括以下步驟提供包含低于l重量百分比氧的源材料；提供礦化劑；任選地，提供一個以上的晶種；提供嚢體(capsule);用含氮溶劑如氨填充該嚢體；在高于約550°C的溫度下和高于約2kbar的壓力下在超臨界流體中處理該嚢體和內含物，以生長晶體成分。在又一方面中，本發明涉及氮化物晶體，其包括從具有至少lmm直徑的單核生長的單晶，沒有橫向應變和傾斜晶界，具有低于約104cm-2的位錯密度，其中所述氮化物晶體選自由InGaN、AlGalnN、InGaN、AlGaNInN和A1N組成的組。本發明提供高質量氮化物晶體，例如真的氮化鋁單晶，其從直徑至少lmm的單核生長，沒有橫向應變和傾斜晶界，具有低于約10"cm^的位錯密度，用于制備同質外延器件如，例如光發射二極管、激光二極管、光電探測器、雪崩光電探測器、場效應晶體管、雙極結型晶體管和閘流管等。具體實施例方式如此處所用的，可使用近似語言以改變任何可改變的定量表述，而不導致其涉及的基本功能的改變。因此，在一些情況下，由術語如"約"和"基本上"修正的值可不限于規定的精確的值。在以下的討論中，將使具體的參考用于生長A1N晶體的方法。然而，該方法可用于多種其它氮^f匕物包4舌InN和AlxGa!-x-ylnyN的生長，其中0三x,y，x+y三l。在以下的討論中，A1N或氮化鋁的參考也理解為還參考含鋁氮化物或AlxGa]-x.yInyN，其中0Sx，y,x+y^1。在一些實施方案中，在氮化物晶體中，x或y的至少之一為大于0.05，或O.IO、0.20或0.50。本發明包括以下步驟向嚢體中提供源A1N和適當的礦化劑，用濃縮氨或其它含氮溶劑填充，密封并在高壓和高溫(HPHT)下處理，由此形成結晶A1N。在超臨界流體，包括但不限于氨、肼、曱胺、乙二胺、三聚氰胺或其它含氮流體中，通過重結晶生長氮化鋁晶體。在優選的實施方案中，溫度梯度引起重結晶從一個小室(cell)區域向另一個發生。源材料可包括單晶或多晶A1N。單晶或多晶A1N可通過本領域中已知的許多方法生長。才艮據本發明的實施方案，也可使用其它形式的A1N,例如AlxGaLx.ylnyN,其中0^x，y，x+y^1,x或y的至少之一為大于零，AlxGa^ylriyN,其中0^x，y,x+y化x或y的至少之一為大于0.05，AlxGa!.x.ylnyN，其中OSx,y,x+y^1,x或y的至少之一為大于0.10,AlxGa,.x.yInyN,其中OSx,y,x+y<l,x或y的至少之一為大于0.20,或AlxGan.ylnyN,其中OSx,y，x+y^1，x或y的至少之一為大于0.50。根據另一實施方案，A1N的其它形式還包括無定形A1N或A1N前驅體如A1金屬或A1化合物。然而，對于具有溫度梯度的實施方案，重要的是源A1N包括一個以上的尺寸足夠大的顆粒，以不通過隔板(baffle)中的開口，所述隔板分離源區域與嚢體的晶體生長區域。此外，發明人已發現，為成功生長非GaN氮化物，源材料的氧化物含量應為低于約l重量百分比。沒有晶種或具有非A1N晶種如碳化硅，在小室的晶體生長部分上能夠引發成核，但如果提供A1N晶種，過程更容易控制。晶種優選直徑大于lmm,高質量，沒有傾斜晶界，并具有低于約l()8cnr2,優選低于約10Scm^的位錯密度。可提供多種A1N晶種，包括在非AlN襯底如藍寶石或SiC上的外延AlN層，通過HVPE或MOCVD生長的自支撐A1N膜，通過升華/再濃縮生長的A1N晶體，或在先前過程(run)中在超臨界流體中生長的晶體。在體系(原料、容器)中氧的存在對氮化物的氨熱生長是有害的。例如，在氨熱生長的GaN中已觀察到氧含量高于1018(^1-3，高于10"cm—3,甚至高于10"cn^的幾組。然而，明顯還沒有認識到在生長A1N和InN兩者的情況下氧的作用比其在GaN的情況下更有害。如表1顯示簡單的粗評價，從純物質的形成自由能，氨可實現還原第ni族金屬氮化物。表l.選擇的氧化還原反應的反應自由能AG。(kJ/mo1)。數據來自I.Barin,具有對GaN的形成瞼修正[Ranade等人，J.Phys.Chem.B104,4060(2000)]。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在約900K以上的溫度下，氨能夠容易地將氧化鎵還原為氮化鎵，在性能上符合以下觀察即使當大量氧或氧化物存在于原料中時，GaN也可氨熱地生長。然而，在這些溫度的任一下，氨都不容易還原氧化鋁或氧化銦。從以下的意義上說，該結果是令人驚訝的如在周期表中經過的一列(A1-Ga-In),給出的反應類型的熱力學典型地單調性改變。因此，當原料的氧含量為低于1%時，或即使進一步當氧含量為低于0.1%,低于0.01%,低于0.001%(10ppm),或低于lppm時，也獲得改進的結果。在一個實施方案中，將源材料和如果使用的一個以上的晶種放入壓力容器或嚢體中，所述壓力容器或嚢體借助于多孔隔板分為至少兩個區域。示例性嚢體為由D，Evelyn等人描述的，參見2002年1月31日才是交的美國申請09/683659。隔板可包括在其中具有多個孔的板，或編織的金屬網。隔板的開口面積分數為1%和50%之間，優選約5%和約25%之間。如果嚢體的較冷部分在較熱部分的上面，在超臨界流體中從源材料至晶種的營養傳輸或生長晶體是最優化的，因此自對流攪拌該流體。在許多溶劑中，GaN的溶解性隨著溫度而增大，在該情況下，應將源材料放于嚢體的底部，將晶種放于嚢體的頂部。優選將晶種由例如通過晶種鉆的孔的線懸掛，以使晶體生長沿所有方向具有最小的來自容器壁或其它材料的千擾。然而，在有些溶劑的情況下，GaN的溶解性隨著溫度降低。在該情況下，應將晶種放于嚢體的較低部分，將源材料放于嚢體的上部。優選將源材料放于在隔板上方的多孔籃中而不是直接在隔板的頂上，因為后者將阻止流體和營養通過隔板的傳輸。在另一實施方案中，從嚢體中省略隔板，因此僅存在一個室(chamber),重結晶原位發生。也將礦化劑與原料一起或者分開添加至嚢體中，以增大在溶劑中A1N的溶解性。根據本發明的實施方案，礦化劑包括以下的至少一種(i)氮化物如Li3N、Mg3N^。Ca3N2;(ii)氨基化合物如LiNH2、NaNH2,。KNH2;(iii)尿素和相關的化合物；(iv)銨鹽如NH4F和NH4Cl;(v)閨化物、硫族化物或硝酸鹽如NaCl、Li2S或KN03;(vi)疊氮化鹽如NaN"(vii)其它Li鹽；(viii)通過上述的至少兩種與另一化合物如Na3A1F6的化學反應形成的化合物；以及(ix)通過上述的至少一種與A1N和/或Al的化學反應形成的化合物。在一個實施方案中，礦化劑包括以下的至少一種HX、NH4X、MXg或通過這些物種的兩種或與氨的反應形成的化合物，其中X為鹵素(F、Cl、Br、I),M為第III族金屬(B、Al、Ga、In)。本發明人已發現，特別是在溫度超過550。C,壓力超過5kbar下，NH4F和NH4Cl起到氨熱GaN生長的有效礦化劑的作用。不希望受理論束縛，發明人相信，如由方程(l)所述，通過HX與MN的反應發生傳輸，以形成MX3和氨，其中可認為NH4X為溶解于氨中的HX。MN+3HX=MX3+NH3(1)因而，傳輸物種為MX3，推測用氨溶劑化。在NH4F的情況下，原料的溶解發生在小室的冷端，晶體生長發生在小室的熱端。換言之，由方程(1)示意性表示的反應為^C熱的，因此在低溫下在右邊更穩定的物種占優勢，在較高溫度下平衡移向左邊。與該概念相符，在晶體生長過程完成時，發現小室填充有白色針，由x-射線衍射確認其包括GaF3(NH3)2和(NH4)3GaF6，其結構從文獻中是已知的。相比，在NH4C1的情況下，原料的溶解發生在小室的熱端，晶體生長發生在小室的冷端。換言之，由方程(1)示意性表示的反應為吸熱的，因此在低溫下在左邊更穩定的物種占優勢，在較高溫度下平衡移向右邊。與該概念相符，在晶體生長過程完成時，發現小室填充有白色粉末，其主要包括NHUC1和僅痕量的含鎵化合物。某種程度上，在GaN的晶體生長中礦化劑NH4F和NH4C1的行為可通過考慮純物質的反應自由能來理解，所述純物質的反應自由能忽略HX和MX3兩者的溶劑化自由能并包括結晶MX3的晶格能，其在溶液中當然不存在。部分地限于涉及的一些化學物種的形成自由能的可得性，選擇的結果示于表2中。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表2.選擇的礦化劑傳輸反應的反應自由能AG。(kJ/mol)。數據來自I.Barin，具有對GaN的形成晗的修正[Ranade等人，J.Phys.Chem.B104,4060(2000)]。觀察表2中的第二列，我們發現簡化熱力學正確地預言了在低溫下產物(GaF3+NH3)的穩定性，和在升高的溫度下，反應(l)移向左邊的趨勢，即沉積GaN。將第二和第三列相比，我們發現簡化熱力學也正確地預言了與氟化鎵形成相比氯化鎵形成的降低趨勢。然而，關于氯化鎵形成的非常有限的數據表明，在升高的溫度下反應(l)將移向左邊。預言的行為與氟化物的趨勢類似，但與實驗觀察相矛盾，因為該化學過程中GaN晶體生長發生在冷端。這可能是在表2的第三列中的趨勢在溫度高于600K下相反，或可能是在該簡化的分析中忽略的氨溶劑化的熱力學在HF、HC1,以及氟化和氯化鎵之間充分改變，從而伴隨溫度移動整個平衡和趨勢。特別地，通過比較用GaN的觀察的理論和實驗趨勢，在表2中第四和第五列給出A1N的氨熱晶體生長的見解。將第四和第二列相比，我們發現，盡管在升高的溫度下兩者的穩定性下降，但AlF3的形成比GaF3的形成更有利。因此，在適中溫度下A1F3的形成可能有效地不可逆，A1N的晶體生長是無效的。然而，在高于約1200K的溫度下，NH4F可作為A1N晶體生長的有效礦化劑。觀察第五列，我們發現A1C13的形成不如A1F3有利，但看來是可與GaCl3的形成結果的推斷粗略地可比的。因此，將NH4C1總結為A1N的氨熱晶體生長的有效礦化劑。在第五列中的數據表明A1N晶體生長將發生在熱端。然而，通過類推與GaN的觀察的相反行為，我們期望事實上A1N晶體生長發生在冷端。在冷端的晶體生長可有利地控制氨熱晶體生長過程，因為可能更容易降低或消除壁成核。將第四和第五列相比，我們發現與純囟化物相比，在形成自由能方面，混合囟化物，例如AlFCl2，的形成應為中間體。由于在NH4C1中NH4F的稀釋混合物作為礦化劑具有的熵，導致該物種的形成可能是有利的。因而，在一個實施方案中，使用在NH4C1中NH4F的稀釋混合物作為礦化劑生長A1N晶體。概括該結果，從在期望的溫度范圍中其不可逆地基本地形成的觀點，如果純MX3傳輸物種的形成過于穩定，則可通過在NH4Y中NH4X的稀釋物作為礦化劑獲得改進的礦化，其中MY3的形成不如MX3有利。相反，從在期望的溫度范圍中其在非常低的濃度下形成的觀點，如果純MY3傳輸物種的形成不足夠穩定，則可通過NKUY與NH4X的混合物作為礦化劑獲得改進的礦化，其中MX3的形成比MY3有利。表2的第六列表明NHUC1將為InN晶體生長的有效礦化劑。如果InCl3的形成伴有過強的平衡常數而發生，然后可使用NH4C1與NH4F、NH4Br或NH4I中的一種以上的混合物作為礦化劑。在一個實施方案中，將多晶A1N或InN分別用于A1N或InN的晶體生長。在另一實施方案中，將多晶A1N、GaN和/或InN的混合物用于AlxInyGa!-x-yN的晶體生長。還在另一實施方案中，將多晶AlxInyGa"x-yN用于AlxInyGaL"N的晶體生長。多晶氮化物原料可通過如在2005年12月20日提交的美國專利申請11/313451,"CRYSTALLINECOMPOSITION,DEVICE,ANDASSOCIATEDMETHOD"，由D，Evelyn等人描述的方法來形成，在此將該專利引入以作參考。在一個實施方案中，提供一種以上的晶種。晶種可包括結晶的物質，例如A1N、InN或AlxInyGa^N。在另一實施方案中，晶種包括另一結晶材料。晶種的組成的實例示于表3中。表3.在氮化物晶體生長中用作晶種的晶體。列出的晶格常數為對于六方晶體的"a"晶格常數，適合沿C方向生長。對于立方晶體，具有黃色加亮的列出的晶格常數為對于(lll)晶面的假晶格常數，將適合2HAIN、GaN、InN或AUnyGah-yN的生長。在ZnO的情況下，"a"假晶格常數為3.25A。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>然后，將嚢體用將包括在處理條件下的如以下的超臨界流體的物質填充氨、肼、曱胺、乙二胺、三聚氰胺或其它含氮流體。優選的實施方案采用氨作為溶劑。在嚢體中的自由空間(未被源材料、晶種和隔板占據的空間)中，25%至100%,或優選70%至95%填充有溶劑，并將嚢體密封。填充和密封嚢體的方法為由D，Evelyn等人描述的，參見2002年1月31日提交的美國申請09/683659。然后，將密封的嚢體放入容器中，所述容器能夠產生約550°C至約3000°C,或優選約550°C至約1200°C的溫度，和約5kbar至約80kbar,或優選約5kbar至約20kbar的壓力。示例性壓力容器為由D'Evelyn等人描述的，參見2002年1約31日提交的美國申請09/683658和2002年12月18日提交的美國申請60/435,189。在平均速率約5。C/hr至1000。C/hr下，將囊體加熱至生長溫度，優選約550。C至1200。C。溫度梯度可存在于嚢體中，這是因為嚢體不對稱;改置于小室中或非對稱加熱等。然而，該溫度梯度具有貫穿加熱次序建立過飽和的效果，發明人已發現其促進自發成核。如D,Evelyn等人所述的，參見2002年12月27日提交的美國申請10/329,981,在生長溫度下的溫度梯度最初可保持小或負的，然后增大，以使自發成核最小化，并侵蝕掉在加熱期間可能已形成的任何自發成核的晶體。在晶體生長期間，溫度梯度可保持在5。C至30(TC，并且在生長期間可向上或向下調樸"P。在生長時期結束時，嚢體的溫度以約5。C/hr至1000°C/hr,優選約5。C/hr至300。C/hr的速率下降，以使晶體的熱沖擊最小化。將小室從壓力容器中除去，并從小室中除去嚢體。溶劑可通過以下方便地除去冷藏該嚢體以降低溶劑的蒸汽壓低于lbar,將該嚢體穿孔，然后使其變暖，以使溶劑蒸發。將該嚢體切開，除去晶體。將該晶體通過水、醇或其它有機溶劑，或礦物酸的至少一種洗滌，以除去礦化劑或其它材料。晶體可通過本領域中已知的標準方法來表征。位錯密度可通過陰極發光(CL)成像或通過腐蝕坑密度測量來量化。光學吸收和發射性質可通過本領域中公知的光學吸收和光致發光光語測定。電學性質可通過范德堡霍耳效應(VanderPauwHalleffect)測量、通過汞探測器CV和通過熱探測技術來測定。基于已觀察的通過密切相關的方法生長GaN晶體的結果，預期通過本方法生長的氮化物晶體將從單晶種或核生長，沒有應變，及該晶體具有低于10、111-2,優選低于10、m々的位錯密度。可通過本領域中公知的方法將晶體切割為一片以上的晶片。根據本發明的實施方案，可將從如上所述的氮化物晶體制備的晶片切片、研磨和拋光。根據另一實施方案，如此處所述的晶片具有至少一個外延氮化物層。可將A1N晶體或晶片用作外延AlInGaN膜、發光二極管、激光二極管、光電探測器、雪崩光電探測器、晶體管、二極管和其它光電子和電子器件的襯底。進一步通過以下非限制性實施例說明本發明。實施例將商購A1N粉末壓為兩個丸。將重0.1086g的A1N丸和重0.0472g的NH4F的丸放于0.5"銅嚢體的底部，所述嚢體的內表面涂布有25(am金。將具有5%開口面積的隔板放于嚢體的中間，然后將重0.0907g的第二個AlN丸和重0.0512g的NH4F丸放于嚢體的上半部分。將嚢體用0.91g氨填充，然后密封。將嚢體放置于零行程(zero-stroke)的高壓設備中，加熱至約760。C的平均溫度，并在此溫度下保持13小時。然后使嚢體冷卻，并除去壓力。將嚢體穿孔，以使氨逃逸，然后切開。重量或從起始材料的形貌是不能辨別的。此外，不能預期地，未觀察到基于Kolis等人的公開結果預期的A1F3(NH3)2配合物的形成。A1N粉末的氧含量通過惰性氣體熔融(LECO)來測量，并發現為1.5重量百分比。該記載的描述使用實例以公開本發明，包括最佳方式，也使本領域技術人員能夠制造和使用本發明。本發明的可專利的范圍由權利要求限定，可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果它們具有與權利要求的字面語言相同的結構元素，或如果它們包括與權利要求的字面語言無實質不同的等同結構元素，該其它實例意指在權利要求的范圍內。此處參考的所有引用在此清楚地引入以作參考。權利要求1.用于生長氮化物晶體的方法，其包括提供包含低于1重量百分比氧的源材料；提供礦化劑；任選地，提供一個以上的晶種；提供囊體；用含氮溶劑填充該囊體；在高于約550℃溫度下和高于約2kbar的壓力下在超臨界流體中處理該囊體和內含物。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述源材料為AlxGat-x.ylnyN,其中O^x,y,x+y^l,x或y的至少之一為大于零。3.根據權利要求1所述的方法，其中所述源材料為AlxGa!-x-ylnyN,其中0^x，y，x+y化x或y的至少之一為大于0.05。4.根據權利要求l所述的方法，其中所述源材料為A1N。5.根據權利要求l所述的方法，其中所述礦化劑為以下的至少一種(i)氮化物；(ii)氨基化合物；(iii)尿素；(iv)銨鹽；(v)卣化物、碌u族化物或硝酸鹽；(vi)疊氮鹽和(vii)Li鹽。6.根據權利要求5所述的方法，其中所述礦化劑為通過選自組分(i)-(vii)的至少兩種化合物的化學反應形成的至少一種化合物。7.根據權利要求5所述的方法，其中所述礦化劑為通過選自組分(i)-(vii)的至少一種化合物與A1N和/或Al的化學反應形成的至少一種4t合物。8.根據權利要求5所述的方法，其中所述礦化劑為HX、NH4X和GaXg的至少一種，其中X選自由F、Cl、Br或I組成的組。9.根據權利要求5所述的方法，其中所述礦化劑為HX、NH4X和GaX3的至少一種與HX、NH4X、GaX3、Ga、GaN和NHs的至少一種的反應產物，其中X選自由F、Cl、Br或I組成的組。10.根據權利要求l所述的方法，其中所述礦化劑為選自由以下組成的組的至少一種化合物Li3N、Mg3N2、Ca3N2、LiNH2、NaNH2、KNH2、NH4F、NH4C1、NaCl、Li2S、KN03、NaNs和Na3AlF6。11.根據權利要求l所述的方法，其中所述任選的晶種為AIN晶種或非AIN晶種。12.根據權利要求l所述的方法，其中所述晶種選自由以下組成的組InN、A1N、GaN、GaxIni.xN、SiC、GaxAl,.xN、InAlN、AlyGa!國x.ylnxN、ZnO、BN(六方的)、BxGa^N、BxAh.xN、BxIni.xN、MgAl204、BP、(GaxIn"x)2Se3、ScAlMg04、YFeZn04、MgO、Fe2Ni04、LiGa5Os、Na2Mo04、Na2W04、In2Cd04、LiGa02、Ca8La2(P04)602和藍寶石。13.根據權利要求l所述的方法，其中所述任選的晶種直徑大于lmm。14.根據權利要求l所述的方法，其中所述含氮溶劑為氨。15.—種氮化物晶體，其包括從具有直徑至少lmm的單核生長的單晶，沒有橫向應變和傾斜晶界，具有低于約10Vm^的位錯密度，其中所述氮化物晶體選自由InGaN、AlGalnN、InGaN、AlGaNInN和A1N組成的組。16.從權利要求15的氮化物晶體制備的晶片，其中將所述晶片切片、研磨和拋光。17.根據權利要求16所述的晶片，其進一步包括至少一個外延氮化物層。18.根據權利要求17所述的晶片，其中所述外延氮化物層包括AlInGaN。19.一種同質外延器件，其從權利要求15的氮化物晶體制備。20.根據權利要求18所述的同質外延器件，其中所述器件為以下的一種發光二極管、激光二極管、光電探測器、雪崩光電探測器、場效應晶體管、雙極結型晶體管和晶閘管。全文摘要提供用于生長氮化物晶體的方法和選自AlN、InGaN、AlGaInN、InGaN和AlGaNInN中的一種的結晶成分。所述成分包括真的單晶，其從直徑至少1mm的單核生長，沒有橫向應變和傾斜晶界，具有低于約10<sup>4</sup>cm<sup>-2</sup>的位錯密度。文檔編號C30B9/00GK101535532SQ200780037599公開日2009年9月16日申請日期2007年10月5日優先權日2006年10月8日發明者東-斯爾·帕克,克里斯蒂·納拉恩,史蒂芬·艾佛烈德·泰索,慧聰·洪,約翰·托馬斯·勒曼,馬克·德艾芙琳申請人:邁圖高新材料公司