[發明專利]一種III族氮化物襯底的制備方法

在審

• 申請號: 201710030646.8
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106835268A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王峰
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞而美光電科技有限公司
• 主分類號: C30B25/18
• 分類號: C30B25/18;C30B29/02;C30B29/38;C30B29/40;H01L21/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 范晴,丁浩秋

1.一種III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）選用碳化硅（SiC）襯底作為基體，在10^-6～10^-8Torr真空度下，通過RF射頻將SiC襯底加熱至850～1650℃，在外延熱分解過程中通入惰性氣體或惰性氣體與H₂混合氣作為載氣，在SiC襯底的碳面或硅面外延生長多層石墨烯層；

（2）在多層石墨烯層表面沉積生長III族氮化物成核層；

（3）在III族氮化物成核層的表面生長厚層III族氮化物；

（4）通過機械剝離法剝離SiC基體，對剝離掉SiC基體的III族氮化物薄片的表面進行研磨拋光，獲得III族氮化物襯底。

2.根據權利要求1所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，在SiC襯底的表面進行外延生長石墨烯層前，首先在SiC襯底的表面進行H₂刻蝕，獲得高質量的外延臺階，所述H₂刻蝕步驟如下：若在Si面外延生長，將溫度加熱至1400～1600℃時，通H₂，流量為90～130L/min，壓力為80～100mbar，時間為90～120min；若是在C面外延生長，將溫度加熱至1400～1600℃時，通H₂，流量為60～90L/min，壓力為900～1100mbar，時間為60～80min。

3.根據權利要求2所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述H₂刻蝕之后，將溫度從1400～1600℃降至850～900℃，氫氣流量變為1～3L/min，用時15～30min；

在850～900℃時，通SiH₄，流量為0.5～1mL/min，用時10～15min。

4.根據權利要求3所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，在通SiH₄之后通入惰性氣體或惰性氣體與H₂混合氣，流量為8～15L/min，壓力為800～1000mbar，通過階梯加溫至石墨烯生長溫度區間1400～1650℃。

5.根據權利要求4所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述階梯加溫為將溫度加熱至850～900℃維持10～15min，1000～1050℃維持5～10min，1100～1150℃維持5～10min，1250～1300℃維持10～15min，然后加溫至石墨烯生長溫度區間1400～1650℃。

6.根據權利要求1所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述SiC襯底材料晶體結構為4H-SiC、6H-SiC或者3C-SiC晶體結構，所述SiC襯底導電類型為半絕緣型或N-type導電型。

7.根據權利要求1所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述石墨烯層的石墨烯層數為3-9。

8.根據權利要求1所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中III族氮化物成核層的厚度為5～20nm。