[發明專利]一種具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010830369.0
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112086543B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 張駿;岳金順;梁仁瓅
• 申請（專利權）人: 蘇州紫燦科技有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 易賢衛

1.一種具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜，其特征在于，所述具有自組裝模板的AlGaN薄膜由下至上依次設置有藍寶石襯底、AlN低溫緩沖層、高溫AlN層、AlGaN自組裝模板層和高溫AlGaN薄膜層；

所述AlGaN自組裝模板層由緊貼設置的AlInGaN薄膜層和AlGaN低溫層升溫退火至In升華后制得，且升溫退火前所述AlInGaN薄膜層位于靠近所述高溫AlN層一側，所述AlGaN低溫層位于靠近所述高溫AlGaN薄膜層一側；

所述升溫退火的具體步驟為下列任意一種：

(1)于氫氣氛圍下，升溫至800～1300℃，氣壓為50Torr，保溫1～30min；

(2)于氮氣氛圍下，升溫至800～1400℃，氣壓為50Torr，保溫1～30min。

2.根據權利要求1中所述的具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜，其特征在于，于所述升溫退火前，所述AlInGaN薄膜層的厚度為1～500nm，其中In的質量占比為1～30％，Al的質量占比為30～90％。

3.根據權利要求1中所述的具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜，其特征在于，于所述升溫退火前，所述AlGaN低溫層的厚度為1～500nm，其中Al的質量占比為30～90％。

4.一種如權利要求1～3中任一所述具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜的制備方法，其特征在于，其步驟包括：

S1、采用金屬有機化學氣相沉積法進行薄膜制備，對藍寶石襯底進行氮化預處理，得到預處理后的藍寶石襯底；

S2、降溫至400～800℃，于所述預處理后的藍寶石襯底上生長AlN低溫緩沖層，且所述AlN低溫緩沖層的生長厚度為10～50nm；

S3、升溫至1100～1400℃，于所述AlN低溫緩沖層上生長高溫AlN層；

S4、降溫至400～1100℃，調節V/III比為50至10000，于所述高溫AlN層上生長AlInGaN薄膜層，其中In的質量占比為1～30％；

S5、調溫至200～1200℃，調節V/III比為50至10000，于所述AlInGaN薄膜層上生長AlGaN低溫層；

S6、進行升溫退火處理至In升華，得到AlGaN自組裝模板層；

S7、調溫至900～1200℃，于所述AlGaN自組裝模板層上生長高溫AlGaN薄膜層。

5.根據權利要求4中所述的具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜的制備方法，其特征在于，所述S1步驟中對藍寶石襯底進行氮化預處理的具體步驟為：

于氫氣氛圍下，升溫至900～1100℃，對所述藍寶石襯底烤制5min；

保持900～1100℃，通入氨氣對所述藍寶石襯底處理5min。

6.根據權利要求4中所述的具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜的制備方法，其特征在于，所述S4步驟中，所述AlInGaN薄膜層的生長厚度為1～500nm，且其中Al的質量占比為30～90％。

7.根據權利要求4中所述的具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜的制備方法，其特征在于，所述S5步驟中，所述AlGaN低溫層的生長厚度為1～500nm，且其中Al的質量占比為30～90％。

8.根據權利要求4中所述的具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜的制備方法，其特征在于，所述S6步驟中，所述升溫退火的具體步驟為下列任意一種：

(1)于氫氣氛圍下，升溫至800～1300℃，氣壓為50Torr，保溫1～30min；

(2)于氮氣氛圍下，升溫至800～1400℃，氣壓為50Torr，保溫1～30min。

9.根據權利要求4中所述的具有自組裝模板的AlGaN復合薄膜的制備方法，其特征在于，所述高溫AlN層的生長厚度為100～10000nm。