石墨基板、以及石墨基板和发光二极管外延片的制造方法技术

本公开提供了一种石墨基板、以及石墨基板和发光二极管外延片的制造方法，属于半导体技术领域。所述石墨基板包括石墨盘和多个环状隔离层，所述石墨盘为圆盘，所述石墨盘的表面具有用于容纳外延片的多个凹槽，每个所述凹槽内均具有用于支撑所述外延片的所述环状隔离层，所述环状隔离层为二维原子晶体材料层。采用该石墨基板生长发光二极管外延片，可以降低受热不均的情况，提高外延片的波长均匀性，并有效减小外延片裂纹的产生。减小外延片裂纹的产生。减小外延片裂纹的产生。

【技术实现步骤摘要】
石墨基板、以及石墨基板和发光二极管外延片的制造方法


[0001]本公开涉及半导体
，特别涉及一种石墨基板、以及石墨基板和发光二极管外延片的制造方法。

技术介绍

[0002]石墨基板是金属有机化合物化学气相沉淀(Metal
‑
organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)设备中非常重要的配件，作用是进行外延片的生长。
[0003]石墨基板通过高纯石墨做基材，在其上镀膜一层SiC涂层的托盘用以放置外延片进入反应腔生长。外延片的衬底放置在托盘上，加热丝提供的热能通过托盘传导到外延片的衬底。
[0004]在生长过程中，由于衬底和石墨基板直接接触，导致衬底受热量大，且各个部位容易出现受热不均的情况，不但易导致外延片产生裂纹，还容易出现各个部位波长不均的情况。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种石墨基板、以及石墨基板和发光二极管外延片的制造方法，可以降低受热不均的情况，提高外延片的波长均匀性，并有效减小外延片裂纹的产生。所述技术方案如下：
[0006]第一方面，提供了一种石墨基板，所述石墨基板包括石墨盘和多个环状隔离层，所述石墨盘为圆盘，所述石墨盘的表面具有用于容纳外延片的多个凹槽，每个所述凹槽内均具有用于支撑所述外延片的所述环状隔离层，所述环状隔离层为二维原子晶体材料层。
[0007]可选地，所述环状隔离层为石墨烯层、硅烯层、锗烯层或六方氮化硼层。
[0008]可选地，所述环状隔离层的宽度为0.1～2mm。
[0009]可选地，所述环状隔离层的厚度为1～100um。
[0010]可选地，所述环状隔离层位于所述凹槽的槽底面上。
[0011]可选地，所述环状隔离层的外径与所述凹槽的内径相匹配。
[0012]第二方面，提供了一种石墨基板的制造方法，所述制造方法包括：
[0013]提供一石墨盘，所述石墨盘为圆盘，所述石墨盘的表面具有用于容纳外延片的多个凹槽；
[0014]在每个所述凹槽内均沉积一层隔离层，所述隔离层为二维原子晶体材料层；
[0015]去除部分所述隔离层，使每个所述凹槽内的所述隔离层成环形，以形成环状隔离层。
[0016]可选地，所述在每个所述凹槽内均沉积一层隔离层，包括：
[0017]采用化学气相沉积的方式在所述石墨盘的凹槽内沉积一层石墨烯层、硅烯层、锗烯层或六方氮化硼层。
[0018]可选地，采用激光剥离法剥离去除部分所述隔离层。
[0019]第三方面，提供了一种发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：
[0020]采用如第一方面所述的制造方法制造石墨基板；
[0021]在所述石墨基板中的所述环状隔离层上生长发光二极管外延片。
[0022]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0023]通过在石墨盘的各个凹槽中分别设置一层环状隔离层，环状隔离层可以用于支撑外延片。在采用该石墨基板进行外延生长的过程中，外延片的边缘区域与环状隔离层接触，中心区域悬空，从而可以避免外延片与石墨基板直接接触，减少外延片各个部位的受热，降低受热不均的情况，提高外延片的波长均匀性。同时，由于环状隔离层为二维原子晶体材料层，二维原子晶体材料耐高温，且导热系数略低于石墨盘，导热性更差，能够降低传递给外延片边缘区域的热量。因此，外延片中心区域的生长温度会略高于边缘区域，有利于外延片内部应力向边缘区域的释放，从而有利于减少外延片裂纹的产生，改善晶体质量，提高器件性能。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本公开实施例提供的一种石墨基板的结构示意图；
[0026]图2是本公开实施例提供的一种凹槽的结构示意图；
[0027]图3是图2的A向视图；
[0028]图4是本公开实施例提供的一种石墨基板的制造方法流程图；
[0029]图5是本公开实施例提供的一种石墨基板的制造方法流程图；
[0030]图6是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片的结构示意图；
[0031]图7是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片的制造方法流程图。
具体实施方式
[0032]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0033]图1是本公开实施例提供的一种石墨基板的结构示意图，如图1所示，该石墨基板100包括石墨盘10和多个环状隔离层20。石墨盘10为圆盘，石墨盘10的表面具有用于容纳外延片的多个凹槽10a。
[0034]图2是本公开实施例提供的一种凹槽的结构示意图，每个凹槽10a内均具有用于支撑外延片200的环状隔离层20，环状隔离层20为二维原子晶体材料层。
[0035]本公开实施例通过在石墨盘的各个凹槽中分别设置一层环状隔离层，环状隔离层可以用于支撑外延片。在采用该石墨基板进行外延生长的过程中，外延片的边缘区域与环状隔离层接触，中心区域悬空，从而可以避免外延片与石墨基板直接接触，减少外延片各个部位的受热，降低受热不均的情况，提高外延片的波长均匀性。同时，由于环状隔离层为二维原子晶体材料层，二维原子晶体材料耐高温，且导热系数略低于石墨盘，导热性更差，能
够降低传递给外延片边缘区域的热量。因此，外延片中心区域的生长温度会略高于边缘区域，有利于外延片内部应力向边缘区域的释放，从而有利于减少外延片裂纹的产生，改善晶体质量，提高器件性能。
[0036]在本公开实施例中，多个凹槽10a的中心可以均匀分布在以石墨盘的中心为圆心的至少一个圆上。
[0037]例如，图1中4个凹槽10a的中心连成以石墨盘10的中心为圆心的内圆环，8个凹槽10a的中心连成以石墨盘10的中心为圆心的外圆环。需要说明的是，图1中仅以内圆环和外圆环两个圆环为例，在实际应用中还可以是一个圆环、三个圆环、四个圆环等。
[0038]在实际应用中，凹槽10a的开口大小可以根据衬底的尺寸进行设定，凹槽10a的数量可以综合凹槽10a的开口大小和石墨盘10的大小进行选择。
[0039]可选地，环状隔离层20为石墨烯层、硅烯层、锗烯层或六方氮化硼层。
[0040]在本公开实施例中，石墨烯、硅烯、锗烯和六方氮化硼均为二维原子晶体材料。其中，石墨烯、硅烯、锗烯和六方氮化硼的导热系数各不相同，在实际使用时，可以根据需要选取导热系数合适的材料作为环状隔离层。
[0041]可选地，如图2所示，环状隔离层20的厚度H为1～100um。
[0042]在本公开实施例中，环状隔离层20的厚度H为沿石墨基板100的轴向上的厚度。
[0043]若环状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨基板，其特征在于，所述石墨基板包括石墨盘和多个环状隔离层，所述石墨盘为圆盘，所述石墨盘的表面具有用于容纳外延片的多个凹槽，每个所述凹槽内均具有用于支撑所述外延片的所述环状隔离层，所述环状隔离层为二维原子晶体材料层。2.根据权利要求1所述的石墨基板，其特征在于，所述环状隔离层为石墨烯层、硅烯层、锗烯层或六方氮化硼层。3.根据权利要求1所述的石墨基板，其特征在于，所述环状隔离层的宽度为0.1～2mm。4.根据权利要求1所述的石墨基板，其特征在于，所述环状隔离层的厚度为1～100um。5.根据权利要求1所述的石墨基板，其特征在于，所述环状隔离层位于所述凹槽的槽底面上。6.根据权利要求5所述的石墨基板，其特征在于，所述环状隔离层的外径与所述凹槽的内径相匹配。7.一种石墨基板的制造方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛永晖，丁涛，郭炳磊，肖云飞，陆香花，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：