[發(fā)明專利]硅基應力協(xié)變襯底及制備方法、氮化鎵LED及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911345375.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110931607A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 魏潔;魏鴻源;陳懷浩;楊少延;楊瑞;李成明;李輝杰;劉祥林;汪連山
• 申請（專利權）人: 南京佑天金屬科技有限公司;中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/20;H01L33/32;H01L33/40;H01L33/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常虹

1.硅基應力協(xié)變襯底，其特征在于，包括：

一雙面拋光硅單晶基底(11)；

一薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層(12)，形成在所述雙面拋光硅單晶基底上，所述薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層(12)的厚度為50nm～350nm；

一薄氮化鎵單晶薄膜模板層(13)，形成在所述薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層(12)上，所述薄氮化鎵單晶薄膜模板層(13)的厚度不小于所述薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層(12)的厚度。

2.根據權利要求1所述的硅基應力協(xié)變襯底，其特征在于，所述薄氮化鎵單晶薄膜模板層(13)的厚度為0.5μm～5μm。

3.根據權利要求1所述的硅基應力協(xié)變襯底，其特征在于，所述硅基應力協(xié)變襯底用于氮化鎵、氮化銦、銦鎵氮、銦鋁鎵氮、銦鋁氮、鋁鎵氮、氮化鋁、氧化鋅、碳化硅及氮化硼的單晶薄膜材料外延生長。

4.如權利要求1所述的硅基應力協(xié)變襯底的制備方法，其特征在于，包括：

(1)對雙面拋光硅單晶基底的上表面進行高溫烘烤和清洗，形成原子臺階；

(2)在雙面拋光硅單晶基底的上表面制備薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層；

(3)在薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層的上表面上制備薄氮化鎵單晶薄膜模板層，并降至室溫。

5.根據權利要求4所述的硅基應力協(xié)變襯底的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)采用如下兩種方式之一形成薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層：

方式一：在雙面拋光硅單晶基底的上表面直接沉積氮化鋯薄膜制備生長形成薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層；

方式二：先在雙面拋光硅單晶基底上表面覆蓋一層超薄金屬鋯薄膜，再將超薄金屬鋯薄膜完全氮化形成超薄氮化鋯薄膜，多次重復覆蓋超薄金屬鋯薄膜和完全氮化超薄金屬鋯薄膜過程，直至多次形成的超薄氮化鋯薄膜厚度總和達到薄氮化鋯導電反光應力協(xié)變層厚度要求。

6.根據權利要求4所述的硅基應力協(xié)變襯底的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)和步驟(3)采用相同的材料氣相沉積制備工藝。

7.根據權利要求4所述的硅基應力協(xié)變襯底的制備方法，其特征在于，所述薄氮化鎵單晶薄膜模板層從制備生長溫度降至室溫的降溫速率為2℃/分鐘至20℃/分鐘。

8.氮化鎵LED，所述氮化鎵LED為垂直結構，包括：頂部氧化物透明電極(3)、底部歐姆接觸金屬電極(4)，以及位于頂部氧化物透明電極(3)和底部歐姆接觸金屬電極(4)之間的氮化鎵LED器件結構(2)和硅基應力協(xié)變襯底(1)，其特征在于，所述硅基應力協(xié)變襯底(1)為權利要求1-3所述的任一項硅基應力協(xié)變襯底。

9.如權利要求8所述的氮化鎵LED的制備方法，其特征在于，包括：

(S1)制備硅基應力協(xié)變襯底，在硅基應力協(xié)變襯底的薄氮化鎵單晶薄膜模板層表面上制備氮化鎵LED器件結構，并降至室溫；

(S2)在氮化鎵LED器件結構的上表面制備頂部氧化物透明電極；

(S3)在硅基應力協(xié)變襯底的雙面拋光硅單晶基底的下表面制備底部歐姆接觸金屬電極；

(S4)對硅基應力協(xié)變襯底和氮化鎵LED器件結構進行退火處理；

(S5)對硅基應力協(xié)變襯底和氮化鎵LED器件結構進行切割、晶粒分選、芯片封裝。

10.根據權利要求9所述的氮化鎵LED的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的降溫速率為2℃/分鐘～20℃/分鐘。