The invention discloses a polar C surface AlN film based on a C surface SiC graphic substrate, mainly solving the problems of complex technology, long production cycle and high cost in the prior art. The utility model comprises: 100 500um thick C SiC substrate surface layer, 10 150nm thick GaN nucleation layer, 1000 6000nm thick Al group graded AlGaN layer and 500 3000Nm thick polar C surface AlN surface C surface layer, the SiC layer is provided with a substrate by diamond sanding substrate stripe the formation, in order to improve the quality of AlN material; Al group Al group graded AlGaN layer from 5% to 100% in order to reduce the gradient and stress of AlN materials. The preparation process of the invention is simple, shortens the production cycle and reduces the cost cost, and can be used for making the ultraviolet and deep ultraviolet semiconductor devices of polar C surface AlN base.
【技术实现步骤摘要】
基于c面SiC图形衬底的极性c面AlN薄膜及其制备方法
本专利技术属于微电子
,特别涉及一种AlN薄膜的制备方法,可用于制作极性c面AlN基的紫外和深紫外半导体器件。技术背景Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体材料,如AlN基、GaN基、InN基等半导体材料,它们的禁带宽度往往差异较大,比如AlN为6.2eV、GaN为3.42eV、InN为0.7eV,因此人们通常利用这些Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料形成各种异质结结构。特别是InGaN材料体系在蓝光LED上取得了巨大的成功,2014年赤崎勇、天野昊和中村修二因为在蓝光LED方面的巨大贡献而获得了诺贝尔物理学奖。此外,AlGaN体系的材料由于禁带宽度很大,发光波长很小,如果调节Ga和Al的比例,可以使发光波长覆盖到紫外和深紫外,由于这种特点,目前AlN相关的材料及器件是目前的研究热点。c面SiC衬底材料由于和c面AlN之间具有更小的晶格失配,可以在c面SiC衬底上生长AlN材料,但SiC衬底和AlN之间依然有很高的热失配,生长的AlN材料质量依然很差。为了减少缺陷,在c面SiC衬底生长高质量的极性c面AlN外延层,对此,许多研究者采用了不同的方法,参见Pendeo-epitaxyofstress-freeAlNlayeronaprofiledSiC/Sisubstrate,ThinSolidFilms,606,74-79(2016)。这些方法生长的材料质量虽然有所提高,但工艺复杂,制作周期长且费用较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种基于c面SiC图形衬底的AlN薄膜及其制备方法,以减小 ...
【技术保护点】
一种基于c面SiC图形衬底的极性c面AlN薄膜,自下而上包括:c面SiC衬底层、GaN成核层、AlGaN层和c面AlN层,其特征在于:c面SiC衬底层的表面有通过金刚石砂纸打磨形成的锯齿状衬底条纹;AlGaN层采用Al组分渐变AlGaN层,其中Al组分从5%渐变至100%。
【技术特征摘要】
1.一种基于c面SiC图形衬底的极性c面AlN薄膜,自下而上包括:c面SiC衬底层、GaN成核层、AlGaN层和c面AlN层,其特征在于:c面SiC衬底层的表面有通过金刚石砂纸打磨形成的锯齿状衬底条纹;AlGaN层采用Al组分渐变AlGaN层,其中Al组分从5%渐变至100%。2.根据权利要求1所述的薄膜,其特征在于:所述的GaN成核层厚度为10-150nm。3.根据权利要求1所述的薄膜,其特征在于:所述的Al组分渐变AlGaN层的厚度为1000-6000nm。4.根据权利要求1所述的薄膜,其特征在于:所述的c面AlN层的厚度为500-3000nm。5.一种基于c面SiC图形衬底的极性c面AlN薄膜制备方法,包括如下步骤:(1)衬底打磨将c面SiC衬底水平放置,将金刚石砂纸放置在衬底表面,在金刚石砂纸上施加1-20牛顿的力对SiC衬底进行平行打磨,打磨出平行于SiC衬底基准边的条纹图案或垂直于SiC衬底基准边的锯齿状图案;(2)衬底清洗将打磨后的c面SiC衬底先放入HF酸或HCl酸中超声波清洗1-10min,然后放入丙酮溶液中超声波清洗1-10min,再使用无水乙醇溶液超声清洗1-10min,再用去离子水超声清洗1-10min,最后用氮气吹干;(3)热处理将清洗后的c面SiC衬底置于金属有机物化学气相淀积MOCVD反应室中,抽真空...
【专利技术属性】
技术研发人员:周小伟,赵颖,杜金娟,许晟瑞,张进成,樊永祥,姜腾,郝跃,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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