[發明專利]一種生長氮化鎵系薄膜的復合襯底及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201210393338.9
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103779449A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 莊文榮;孫明
• 申請（專利權）人: 江蘇漢萊科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/12;H01L33/32;H01S5/323;C23C14/35
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1.一種生長氮化鎵系半導體薄膜的復合襯底，其特征在于包括襯底及兩層AlN,?兩層AlN分別位于襯底上下表面。

2.根據權利要求1所述的復合襯底，其特征在于襯底包括藍寶石襯底、碳化硅襯底、硅襯底。

3.根據權利要求2所述的復合襯底，其特征在于藍寶石襯底為圖形化藍寶石襯底、碳化硅襯底為圖形化碳化硅襯底、硅襯底為圖形化硅襯底。

4.根據權利要求1所述的復合襯底，其特征在于襯底為硅襯底。

5.根據權利要求1所述的復合襯底，其特征在于AlN是利用射頻磁控濺射鍍于襯底上下表面的。

6.根據權利要求1所述的復合襯底，其特征在于襯底上下表面各層AlN的厚度為20-100nm之間。

7.權利要求1-6任一項權利要求所述的復合襯底的制備方法，包括：

步驟1：洗凈襯底，并用氮氣吹干后放入射頻磁控濺射系統中；

步驟2：選擇鋁為靶材，通入氨氣，調節射頻磁控濺射系統中氮氣或氨氣與氬氣的體積比例為（4-7）：1，控制襯底溫度在100-500℃之間，氣壓為55-100mtorr，射頻濺射功率為110-250w；

步驟3：在襯底上下兩面各濺鍍一層AlN，其厚度控制在20-100nm之間。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于氮氣或氨氣與氬氣的體積比例為（5-6）：1，控制襯底溫度在250-350℃之間,?氣壓為60-80mtorr，射頻濺射功率為150-180w。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于非磊晶面的AlN厚度控制在25-35nm，磊晶面的AlN厚度控制在25-35nm或85-100nm之間。

10.以權利要求1-6各項所述的復合襯底或權利要求7至9各項所述的制備方法制備的復合襯底為襯底，在MOCVD磊晶制備LED外延芯片中的應用。

11.根據權利要求10所述應用，其特征在于外延芯片的結構從下到上包括：AlN層、襯底、AlN層、N型層、發光層、P型層或AlN層、襯底、AlN層、P型層、發光層、N型層。

12.根據權利要求11所述的應用，其特征在于所述的襯底為硅襯底。

13.根據權利要求10至12任一項權利要求所述的應用，其特征在于進一步包括在磊晶結束后對外延芯片非磊晶面進行剝離或蝕刻，以去除復合襯底，并使離襯底最近的N型層或P型層暴露。

14.以權利要求1至6各項所述的復合襯底或權利要求7所述的制備方法制備的復合襯底為襯底，在MOCVD磊晶制備GaN膜中的應用。

15.根據權利要求14所述的應用，其特征在于進一步包括磊晶生長結束后對非GaN部分進行剝離或蝕刻，以去除復合襯底，只保留GaN膜部分。

16.以權利要求14或15所述的應用在制備的GaN膜在制備半導體器件中作為襯底進行磊晶，半導體器件包括制備藍光發光二極管、激光二極管、短波長光探測器件、高頻高功率電子器件。