[發明專利]一種藍寶石復合襯底及其制備方法

有效

• 申請號: 202110355356.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113140618B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 侯想;劉楊;鐘夢潔;林賽;陳鋒;羅榮煌;盧文瑞
• 申請（專利權）人: 福建中晶科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/02
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙) 35219
• 代理人: 黃以琳;張忠波

1.一種藍寶石復合襯底的制備方法，其特征在于，包括如下步驟，在藍寶石襯底上生成一層AlN薄膜，利用磁控濺射方法在Al₂O₃上沉積生成一層AlN薄膜，濺射工藝條件為：濺射功率50w-500w，襯底溫度100-800℃，沉積氣壓0.2Pa，靶材純度為99.999％Al，濺射氣體N₂和Ar，Ar流量20sccm，N₂流量3sccm，利用化學氣相沉積法在AlN層上沉積一層SiO₂層，所述SiO₂層的厚度為AlN的10-20倍，所述SiO₂層厚度為0.5-0.6um，PECVD工藝條件為：SiH₄流量45sccm，N₂O流量35sccm，N₂流量1120sccm，氣壓600mT，功率50w，利用光阻劑及納米壓印設備進行圖形轉移，在SiO₂層上形成光刻膠孔洞，再進行干法蝕刻，使得光刻膠孔洞進一步蝕刻為圖形化孔洞，所述圖形化孔洞貫穿SiO₂層，所述圖形化孔洞為上截面面積大于下截面的漏斗形；

刻蝕氣體為110sccmBCl₃和9sccmCF₃H混合氣體，主刻蝕功率300W刻蝕6min，He壓5Torr，腔室溫度35℃；光刻膠未完全刻完時，SiO₂層刻蝕形成孔洞狀并且被刻穿，AlN層的刻蝕深度為本層的三分之一到三分之二，最終SiO₂與AlN共同形成周期性的圖形化孔洞，深度400-600nm；

在1400℃-1500℃，生長600-700nm非摻雜AlGaN層將二氧化硅復合圖形覆蓋；再在此基礎上再生長200nm AlGaN，溫度1450-1500℃，接著繼續生長500nm的n-AlGaN，接著生長6～10對AlGaN/GaN量子阱，再在量子阱上生長帶隙p-AlGaN層，最后生長高空穴濃度的p-GaN用于歐姆接觸。

2.根據權利要求1所述的藍寶石復合襯底的制備方法，其特征在于，所述圖形化孔洞的斜角角度為40°-80°。

3.根據權利要求1所述的藍寶石復合襯底的制備方法，其特征在于，還進行步驟，使用涂布機旋涂一層UV光阻劑，使用110℃的熱板軟烘60s，得到光阻劑的厚度為0.5-0.6um，再將帶有光阻劑的復合晶圓使用納米壓印設備進行圖形轉移，凹槽底部留膠10-200nm，和UV固化5-12min，脫膜后得到阻擋圖形讓片子表面形成周期為600nm的光刻膠孔洞；所述光刻膠孔洞高度550nm±50nm；膠柱直徑400-450nm。

4.根據權利要求1所述的藍寶石復合襯底的制備方法，其特征在于，還包括步驟，在外表面制備電極，首先蒸鍍一層ITO薄膜，通過Mesa光刻、腐蝕、蝕刻，露出n- AlGaN表面，再進行P/N Pad光刻、清洗、蒸鍍Ni/Au、lift-off工藝，制備出N型和P型電極，最后沉積SiO₂層進行保護。

5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法制得的藍寶石復合襯底。