[發明專利]一種用于提高外延質量的圖形化襯底的制備方法

在審

• 申請號: 201410267085.X
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104051583A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 韓沈丹;繆炳有;黃宏嘉;張汝京
• 申請（專利權）人: 西安神光安瑞光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

1.一種用于提高外延質量的圖形化襯底的制備方法，主要包括以下步驟：

1)在拋光后的Al₂O₃襯底表面使用磁控濺射手段沉積一層AlN薄膜，作為后續GaN生長的籽晶層；

2)在AlN薄膜層上采用PECVD技術生長一層Si0₂薄膜；

3)在Si0₂薄膜上旋涂一層正性光刻膠(PR)，通過步進式光刻機對其曝光，顯影后得到柱型光刻膠掩膜；

4)對Si0₂薄膜進行濕法腐蝕，腐蝕速率控制在200-300nm/min之間，Si0₂薄膜在光刻膠掩膜的保護下被腐蝕形成圖形陣列，直至腐蝕部位露出AlN表層；

5)剝除光刻膠，最終得到AlN籽晶層上具有Si0₂圖形陣列的Al₂O₃襯底；

6)清洗樣片后直接生長GaN外延層。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟1)沉積AlN薄膜的厚度為20-100nm，步驟2)生長Si0₂薄膜的厚度為1.0-2.0μm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟2)旋涂正性光刻膠的厚度為1.5-3.0μm；顯影后得到柱型光刻膠掩膜，底徑為1.0-5.0μm，圖形間距為0.3-2.0μm。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟4)進行濕法腐蝕所采用的用緩沖氧化物刻蝕液(BOE)的主要成分為HF和NH₄F，兩者配比(體積比)HF:NH₄F＝1:6。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟5)剝除光刻膠所采用的剝離液為硫酸、雙氧水混合溶液(SPM)，兩者配比(體積比)H₂SO₄(質量分數濃度98％):H₂O₂(質量分數濃度30％)為3:1-4:1。

6.一種圖形化Al₂O₃襯底結構，其特征在于：在Al₂O₃襯底表面覆蓋有一層AlN薄膜，作為后續GaN生長的籽晶層；在所述籽晶層表面生長并經濕法腐蝕形成的圖形化Si0₂陣列。

7.根據權利要求6所述的圖形化襯底結構，其特征在于：所述AlN薄膜的厚度為20-100nm，Si0₂薄膜的厚度為1.0-2.0μm；所述圖形化Si0₂薄膜的表面為圖形陣列，圖形底徑為1.0-5.0μm，圖形單元間距為0.3-2.0μm。

8.根據權利要求7所述的圖形化襯底結構，其特征在于：所述AlN薄膜的厚度為30nm，Si0₂薄膜的厚度為1.5μm；圖形底徑為2μm，圖形單元間距為1μm。