一种半导体复合层及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体复合层，包括第一半导体层，第一半导体层的第一表面上设有第一结构，第一结构包括在第一表面上周期性平行排列的多个第一凹槽，在第一结构上形成有第二半导体层，第一结构用于在第一半导体层与第二半导体层之间形成声子晶体界面。本发明专利技术还公开了上述半导体复合层的制作方法。本发明专利技术解决了现有的半导体复合层材料的热传导率不足的问题。有的半导体复合层材料的热传导率不足的问题。有的半导体复合层材料的热传导率不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体复合层及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体材料领域，尤其涉及一种半导体复合层及其制作方法。

技术介绍

[0002]半导体复合层材料是在电子器械领域中常用的一种材料，一般用于构成电子产品的电路主板、发光部件或者散热部件等处于高温环境的部件。因此，选用半导体复合层材料的时候首先要考虑的是材料的散热性。目前制作半导体复合层材料的时候所采用的常规工艺是，将几种不同的半导体材料之间，利用键合工艺整合在一起。在键合的过程中不同的半导体材料层之间使用了粘结材料，这种粘结材料会影响不同的半导体材料层之间的热传导，使得制作后的半导体复合层材料的散热效果不如预期。

技术实现思路

[0003]为了达到上述的目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0004]在本专利技术的一方面提供了一种半导体复合层，包括第一半导体层，所述第一半导体层的第一表面上设有第一结构，所述第一结构包括在所述第一表面上周期性平行排列的多个第一凹槽，在所述第一结构上形成有第二半导体层，所述第一结构用于在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间形成声子晶体界面。
[0005]优选地，所述第一结构的每个所述第一凹槽的宽度为所述第一半导体层的声子波长的正整数倍。
[0006]优选地，所述第一半导体层的第二表面上设有第二结构，所述第二结构包括在所述第二表面上周期性平行排列的多个第二凹槽，在所述第二结构上形成有第三半导体层，所述第二结构用于在所述第一半导体层与所述第三半导体层之间形成声子晶体界面，所述第一半导体层的所述第一表面和所述第二表面彼此相对。
[0007]优选地，所述第二结构的每个所述第二凹槽的宽度为所述第一半导体层的声子波长的正整数倍。
[0008]优选地，所述第一凹槽的宽度等于所述第二凹槽的宽度。
[0009]优选地，所述第一凹槽的宽度大于或者小于所述第二凹槽的宽度。
[0010]在本专利技术的另一方面提供了一种半导体复合层的制作方法，该制作方法包括：
[0011]在第一半导体层的第一表面上形成周期性平行排列的多个第一凹槽，以形成第一结构；
[0012]在所述第一结构上外延生长第二半导体层，其中，每个所述第一凹槽的宽度等于所述第一半导体层的声子波长的正整数倍。
[0013]优选地，在所述第一结构上外延生长第二半导体层之后还包括：
[0014]在所述第一半导体层的第二表面上形成周期性平行排列的多个第二凹槽，以形成第二结构；
[0015]在所述第二结构上外延生长第三半导体层，其中，每个所述第二凹槽的宽度等于
所述第一半导体层的声子波长的正整数倍，所述第一半导体层的所述第一表面和所述第二表面彼此相对。
[0016]优选地，形成所述第一结构或所述第二结构的方法包括：
[0017]在所述第一半导体层的表面上依序形成掩模材料层和光刻胶层；
[0018]在所述光刻胶层上绘制预设图案，以形成预设图案层；
[0019]将所述预设图案层的图案转移至所述掩模材料层，剥离所述预设图案层，以获得掩模层；
[0020]通过所述掩模层在所述第一半导体层的表面上形成周期性平行排列的多个凹槽；
[0021]去除所述掩模层。
[0022]优选地，形成所述第一结构之前包括：
[0023]利用抛光液磨平所述第一半导体层的表面；
[0024]利用清洗液清洗经抛光的所述第一半导体层；
[0025]吹干所述第一半导体层。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的半导体复合层中，将在其中之一的半导体层上形成了周期性平行排列的多个凹槽，并且使该多个凹槽的形成周期满足声子晶体界面的要求，从而抑制界面热散射，提高了不同半导体层之间的热传导率。
附图说明
[0027]图1a和图1b为本专利技术实施例的一种半导体复合层的结构示意图；
[0028]图2a和图2b为本专利技术实施例的另一种半导体复合层的结构示意图；
[0029]图3a和图3b为本专利技术实施例的一种半导体复合层的制作流程图；
[0030]图4a和图4b为本专利技术实施例的另一种半导体复合层的制作流程图；
[0031]图5a至图5e为本专利技术实施例的第一结构或第二结构的制作流程图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。
[0033]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0034]为了易于描述，可在此使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“下面的”、“在
……
上方”和“上面的”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件或者特征与另外的元件或者特征的关系。将理解的是，空间相对术语除了包含在附图中描绘的方位之外，它还意图包含装置在使用或者操作中的不同的方位。例如，如果附图中的装置被翻转，那么被描述为“在”其它元件或特征“下方”或者“之下”的元件随后将定位于“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可包含上方和下方两种方位。装置可另外定位(旋转90度或在其它方位处)，并相应地解释在此使用的空间相对描述语。
[0035]实施例1
[0036]本实施例提供了一种半导体复合层，如图1a和图1b所示，所述半导体复合层包括第一半导体层1，其中，所述第一半导体层1的第一表面1A上设有第一结构1a(图1b中虚线框区域)。所述第一结构1a包括所述第一表面1A上周期性平行排列的多个第一凹槽1b。所述第一凹槽1b包括槽底部1b1和分别与所述槽底部1b1连接并彼此相对的第一侧壁1b2和第二侧壁1b3。其中，所述第一结构1a上形成有第二半导体层2，所述第二半导体层2包括填充在所述第一凹槽1b内的多个第一部分2a和与所述多个第一部分2a连接的第二部分2b。
[0037]这里需要说明的是，根据本申请人研究发现半导体材料的热传导主要依靠声子(尤其是声学声子)的运动完成。因此，在半导体层上设置一种形成周期与该半导体层材料的声子波长相同的结构时，能够形成声子带隙，从而抑制多声子过程，减少布里渊声子的耗散，有利于增强半导体材料的热导率。
[0038]因此在本实施例中，将所述第一结构1a的形成周期与声子波长相同，也就是，将所述第一凹槽1b的宽度(即为第一侧壁1b2与第二侧壁1b3之间的距离)设定为与声子波长相同，或者将所述第一凹槽1b的宽度设定为第一半导体层1的声子波长的正整数倍，即可在所述第一半导体层1与所述第二半导体层2之间形成声子晶体界面，以此提高了所述第一半导体层1与所述第二半导体层2之间的热传导率，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体复合层，其特征在于，包括第一半导体层，所述第一半导体层的第一表面上设有第一结构，所述第一结构包括在所述第一表面上周期性平行排列的多个第一凹槽，在所述第一结构上形成有第二半导体层，所述第一结构用于在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间形成声子晶体界面。2.根据权利要求1所述的半导体复合层，其特征在于，所述第一结构的每个所述第一凹槽的宽度为所述第一半导体层的声子波长的正整数倍。3.根据权利要求1或2所述的半导体复合层，其特征在于，所述第一半导体层的第二表面上设有第二结构，所述第二结构包括在所述第二表面上周期性平行排列的多个第二凹槽，在所述第二结构上形成有第三半导体层，所述第二结构用于在所述第一半导体层与所述第三半导体层之间形成声子晶体界面，所述第一半导体层的所述第一表面和所述第二表面彼此相对。4.根据权利要求3所述的半导体复合层，其特征在于，所述第二结构的每个所述第二凹槽的宽度为所述第一半导体层的声子波长的正整数倍。5.根据权利要求4所述的半导体复合层，其特征在于，所述第一凹槽的宽度等于所述第二凹槽的宽度。6.根据权利要求4所述的半导体复合层，其特征在于，所述第一凹槽的宽度大于或者小于所述第二凹槽的宽度。7.一种半导体复合层的制作方法，其特征在于，所述制作方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，徐科，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：