一种非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜制造技术

本发明专利技术公开了一种非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜，该外延薄膜包括从下至上的衬底、第一层图形结构、第二层图形结构和在衬底上、并透过双重图形结构生长的非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜。其中第一层图形结构为具有一定表面覆盖率的插入层或掩模结构；第二层图形结构为在第一层图形结构上制备的具有一定排列方向性和周期性的网状结构。在此结构上进行非极性氮化物的外延生长，将会触发平行于衬底表面的侧向外延生长，形成岛状氮化物结构；而当岛状氮化物合并时，沿某些方向的生长将会受到抑制，而沿某个特定方向的生长将会获得促进，因此可解决非极性Ⅲ族氮化物生长各向异性突出的难题，获得高质量的外延薄膜。

A nonpolar group III nitride epitaxial film

The invention discloses a nonpolar group III nitride epitaxial films, the epitaxial film comprises a substrate, from the bottom layer, the second layer structure of the first graphics graphics and structure on the substrate, and through the dual graph structure growth of nonpolar group III nitride epitaxial thin film. The first layer graph structure has a certain surface coverage of the insert layer or mask structure; second layer structure for a graphic arrangement of network structure of directivity and periodicity are investigated in the first layer of graph structure. Based on this structure. The non polar nitride epitaxial growth will trigger epitaxial lateral growth parallel to the substrate surface, forming Island nitride structure; and when the island nitride merge, growth will be along some direction and growth will be inhibited, along a certain direction to promote, thus can solve the non polarity the problem of group III nitride growth anisotropy is prominent, to obtain high quality epitaxial thin film.

【技术实现步骤摘要】
一种非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜
本专利技术涉及半导体光电子材料和器件制造领域，尤其是一种非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜。
技术介绍
AlN、GaN、InN及其三元四元化合物等III族氮化物均为直接带隙化合物半导体材料，它们具有宽禁带、高击穿电场和热导率、高电子迁移速率及耐化学腐蚀等特点，其室温带隙宽度从InN的0.7eV到GaN的3.4eV，直至AlN的6.2eV，以其制备的光电器件发光波长覆盖了从远红外到深紫外的波长范围。目前，Ⅲ族氮化物单晶及其合金主要是在C面蓝宝石等衬底上外延生长获得的极性材料。极性Ⅲ族氮化物材料应力分布均匀，生长模式可控，容易获得缺陷较少的高质量外延材料和器件。但是，由于极性材料中量子限制斯塔克效应的存在，异质结附近的能带会发生弯曲，导致电子和空穴的波函数在空间上发生分离，使得电子和空穴的复合效率下降，严重影响极性发光二极管(LED)的发光效率，同时还会导致发光波长的红移。虽然非极性材料在其生长方向上不存在极化电场，可完全消除斯塔克效应的影响，提高LED的内量子效率。但在生长过程中，由于非极性外延薄膜沿不同方向的生长速度存在显著的各向异性，因此会直接导致外延薄膜表面分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜，其特征在于，由下至上依次包括衬底(101)，具有一定表面覆盖率的插入层或掩模构成的第一层图形结构(102)，在第一层图形结构(102)上制备的具有一定排列方向性和周期性的网状四边形的第二层图形结构(103)和在衬底(101)上、并透过第一层图形结构(102)和第二层图形结构(103)沿特定方向侧向外延生长的非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜(104)。

【技术特征摘要】
1.一种非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜，其特征在于，由下至上依次包括衬底(101)，具有一定表面覆盖率的插入层或掩模构成的第一层图形结构(102)，在第一层图形结构(102)上制备的具有一定排列方向性和周期性的网状四边形的第二层图形结构(103)和在衬底(101)上、并透过第一层图形结构(102)和第二层图形结构(103)沿特定方向侧向外延生长的非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜(104)。2.如权利要求1所述的非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜，其特征在于，所述的衬底(101)为可外延生长非极性Ⅲ族氮化物材料的蓝宝石、硅、碳化硅、氧化锌等常用衬底材料或者非极性氮化镓、氮化铝等III族氮化物材料，厚度不限。3.如权利要求1所述的非极性Ⅲ族氮化物外延薄膜，其特征在于，所述的第一层图形结构(102)为由表面覆盖率为x的SiO2等常用半导体工艺掩模材料制备的周期性图形，或者由MgNx、SiNx等可触发平行于衬底表面的侧向外延生长的介...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，何佳琦，崔一平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32