[發明專利]具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底及其加工方法

有效

• 申請號: 202110153096.5
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112992653B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 趙見國;楊旻薈;曹錫哲;施江熠;王孟璇;田澄睿;顧浚哲
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

1.一種具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底，其特征在于：

包括藍寶石襯底(101)，所述藍寶石襯底上表面設置有圖形(102)，所述圖形(102)沿方向1按周期T₁、沿方向2按周期T₂間隔規律排布，所述方向1和方向2相互垂直，其中周期T₁不等于周期T₂，所述藍寶石襯底(101)的取向為{1-102}或{1-100}晶向族中的一個；所述藍寶石襯底上表面非圖形區域設置介質層(103)。

2.根據權利要求1所述的具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底，其特征在于：當藍寶石襯底(101)的取向為{1-102}時，方向1平行于藍寶石襯底的[-1101]方向，方向2平行于藍寶石襯底的[11-20]方向，周期T₁為2.545×C₁×CM₁，周期T₂為：4.71×M₁×CM₁，其中2.491nm≤C₁≤2.847nm，其中5.39nm≤M₁≤6.119nm，且16nm≤CM₁≤104nm；

當藍寶石襯底(101)的取向為{1-100}時，方向1平行于藍寶石襯底的[0001]方向，方向2平行于藍寶石襯底的[11-20]方向，周期T₁為6.496×C₂×CA₁：周期T₂為：4.758×A₂×CA₁，其中5.39nm≤C₂≤6.119nm，其中4.542nm≤A₂≤5.172nm，且5nm≤CA₁≤75nm。

3.根據權利要求1所述的具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底，其特征在于：

所述圖形(102)采用與藍寶石襯底(101)同取向的藍寶石材料；

所述圖形(102)采用臺體或柱體，高度為0.1～2μm，上表面面積不小于下表面面積的20％，

所述圖形(102)下表面沿方向1線度范圍為0.1×T₁～0.9×T₁，所述圖形(102)沿方向2線度范圍為0.1×T₂～0.9×T₂。

4.根據權利要求3所述的具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底，其特征在于：所述介質層(103)的厚度不小于圖形高度的50％，且不大于圖形(102)高度的100％，所述介質層(103)的材質為氧化硅或氮化硅材料。

5.根據權利要求1所述的具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底，其特征在于：

所述圖形(102)采用氧化硅或氮化硅；

所述圖形(102)采用臺體、柱體、椎體、半球體或半橢球體中的一種，高度為5～2000nm；

所述圖形(102)沿方向1線度范圍為0.1×T₁～0.9×T₁，沿方向2線度范圍為0.1×T₂～0.9×T₂。

6.根據權利要求5所述的具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底，其特征在于：所述介質層(103)的厚度大于圖形(102)的高度，所述介質層(103)的材質為AlN或GaN或InN或AlN、GaN、InN的三元和四元合金。

7.根據權利要求1、2、5或6所述的具有非對稱周期結構的III族氮化物復合襯底，其特征在于：

當藍寶石襯底(101)的取向為{1-102}時，介質層(103)的取向為{11-20}；

當藍寶石襯底(101)的取向為{1-100}時，介質層(103)的取向為{11-22}。