[發(fā)明專利]一種半極性、非極性GaN自支撐襯底的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110108021.1
• 申請(qǐng)日: 2011-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN102214557A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張佰君;向鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/205
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

1.一種半極性、非極性GaN自支撐襯底的制備方法，其特征在于：依次進(jìn)行下列步驟：

步驟1：用掩膜保護(hù)與濕法刻蝕的方法在不以(111)晶面為表面的Si襯底上形成溝槽，暴露出Si{111}晶面中的一個(gè)或數(shù)個(gè)；

步驟2：用金屬有機(jī)化學(xué)氣象沉積法在Si襯底上依次生長(zhǎng)AlN緩沖層(4)、GaN層(5)、應(yīng)力調(diào)控層(6)，形成半極性或非極性GaN生長(zhǎng)的籽晶層；

步驟3：用氫化物氣相外延法繼續(xù)生長(zhǎng)GaN厚膜(7)，GaN厚膜(7)厚度大于100微米。

步驟4：將Si襯底剝離，形成半極性、非極性GaN自支撐襯底。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟1中，所述的不以(111)晶面為表面的Si襯底包括(112)晶面Si襯底(1a)，(110)晶面Si襯底(1b)，(001)晶面Si襯底(1c)及(113)晶面的Si襯底(1d)。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟1中，所述的Si{111}晶面包括Si(111)晶面、晶面、晶面、晶面、晶面、晶面、晶面、晶面。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：當(dāng)Si襯底為非(113)晶面的Si襯底時(shí)，步驟1的具體過程為：

步驟1-1：首先在Si襯底上形成條狀掩膜(2)；

步驟1-2：然后用堿溶液腐蝕Si襯底，形成溝槽，溝槽的表面至少含有一個(gè)Si{111}晶面；

步驟1-3：用掩膜(3)覆蓋溝槽內(nèi)除其中一個(gè)Si{111}晶面以外的表面。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法：步驟1中，所述的掩膜(2)、掩膜(3)為SiO₂或氮化硅。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：當(dāng)Si襯底為(113)晶面的Si襯底(1d)時(shí)，步驟1的具體過程為：

步驟1-1：首先在Si襯底上形成條狀掩膜(2)；

步驟1-2：然后用堿溶液腐蝕Si襯底，形成溝槽，溝槽的表面至少含有一個(gè)Si{111}晶面。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：當(dāng)Si襯底為(113)晶面的Si襯底(1d)，并且掩膜(2)的寬度小于1微米時(shí)，步驟1的具體過程為：

步驟1-1：首先在Si襯底上形成條狀掩膜(2)；

步驟1-2：然后用堿溶液腐蝕Si襯底，形成溝槽，溝槽的表面至少含有一個(gè)Si{111}晶面；

步驟1-4：腐蝕掉掩膜(2)。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟2中，所述的應(yīng)力調(diào)控層(6)為AlN插入層、GaN層、Al_xGa_1-xN層、In_xGa_1-xN層、氮化硅掩膜層中的任意一種或其組合，其中0＜x＜1。

9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟4的具體過程為：

步驟4-1：首先用機(jī)械打磨的方法減薄Si襯底；

步驟4-2：然后用HF與HNO₃的混合溶液腐蝕掉剩余的Si襯底；

步驟4-3：最后對(duì)樣品下表面進(jìn)行研磨拋光，去掉不平整的部分。

10.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的GaN層(5)、GaN厚膜(7)為半極性GaN或非極性GaN。