一种氮化铝与氮化镓复合衬底制造技术

本实用新型专利技术涉及复合衬底技术领域，尤其涉及一种氮化铝与氮化镓复合衬底。其主要针对现有氮化镓衬底成本高，底部形貌无法调整的问题，提出如下技术方案：基于金属有机化学气相沉积技术，所述复合衬底包括氮化镓层和氮化铝层，所述氮化镓层位于氮化铝层的上方，且所述氮化铝层和氮化镓层为异形结构。本实用新型专利技术在具备同等使用性能的同时具有制备成本低的优势，制造可行性高，同时通过调整CPSS的形貌，可调整复合衬底底部的形貌，使最终做出的半导体器件具有不同的性能，具有广泛的应用前景，主要应用于半导体生产领域。要应用于半导体生产领域。要应用于半导体生产领域。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化铝与氮化镓复合衬底


[0001]本技术涉及复合衬底
，尤其涉及一种氮化铝与氮化镓复合衬底。

技术介绍

[0002]氮化镓（GaN）作为第三代宽禁带半导体的典型代表，具有优良的物理和化学特性，其禁带宽度、电子饱和迁移速度、击穿电压和工作温度远大于Si(硅)和GaAs（砷化镓），非常适于研制高频、高压、高功率的器件和电路。氮化镓衬底的生产规模很小，目前仅有少数几个公司可以供应，且价格很高。在制作外延结构时，直接在氮化镓衬底上生长外延结构得到半导体器件质量会更好，但是由于氮化镓衬底的成本较高，导致半导体器件的成本高，目前难以投入量产。此外，目前常用氮化镓衬底底部为平面，无法通过改变底部形貌来调整器件的性能。鉴于此，我们提出一种氮化铝与氮化镓复合衬底。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是针对
技术介绍
中存在的现有氮化镓衬底成本高，底部形貌无法调整的问题，提出一种氮化铝与氮化镓复合衬底。
[0004]本技术的技术方案：一种氮化铝与氮化镓复合衬底，基于金属有机化学气相沉积技术，所述复合衬底包括氮化镓层和氮化铝层，所述氮化镓层位于氮化铝层的上方，且所述氮化铝层和氮化镓层为异形结构。
[0005]优选的，所述氮化镓层包括圆锥槽，所述氮化铝层包括氮化铝圆锥形贴面，所述圆锥槽与氮化铝圆锥形贴面在复合衬底的底部均匀阵列分布。
[0006]优选的，所述氮化铝圆锥形贴面为圆锥形结构，所述氮化铝圆锥形贴面与圆锥槽的底部一侧紧密贴合。
[0007]优选的，所述氮化镓层包括矩形槽，所述氮化铝层包括氮化铝矩形贴面，所述矩形槽与氮化铝矩形贴面的截面为矩形结构。
[0008]优选的，所述氮化铝矩形贴面紧密贴合在矩形槽的底部。
[0009]优选的，所述复合衬底的尺寸为底宽0.45
‑
9.9μm，高度0.3
‑
10μm。
[0010]优选的，所述复合衬底的尺寸为底宽9.9μm，高度为3μm。
[0011]与现有技术相比，本技术具有如下有益的技术效果：
[0012]1、本技术的复合衬底为氮化铝和氮化镓的复合结构，结构具有与目前激光剥离的衬底性能基本相同的特性的同时，还具有制备成本低的优势，制造可行性高，具有很好的应用前景；
[0013]2、本技术通过将图形衬底进行调整，可以使得整个复合衬底底部的形貌得到调整，获得不同的光学特性，最终做出的半导体器件具有不同的性能，具有更加广阔的应用范围，可以应用在传感器、激光发生器、光学器件等多种领域；
[0014]3、综上所述，本技术在具备同等使用性能的同时具有制备成本低的优势，制造可行性高，同时通过调整CPSS的形貌，可调整复合衬底底部的形貌，使最终做出的半导体
器件具有不同的性能，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0015]图1是一种实施例的主视图；
[0016]图2是图1的局部结构剖视图；
[0017]图3是图1剖面侧视结构示意图；
[0018]图4是另一种实施例的主视图；
[0019]图5是图4的剖面侧视结构示意图。
[0020]附图标记：1、氮化镓层；11、圆锥槽；101、矩形槽；2、氮化铝层；21、氮化铝圆锥形贴面；201、氮化铝矩形贴面。
具体实施方式
[0021]下文结合附图和具体实施例对本技术的技术方案做进一步说明。
[0022]实施例一
[0023]如图1
‑
3所示，本技术提出的一种氮化铝与氮化镓复合衬底，基于金属有机化学气相沉积技术，复合衬底包括氮化镓层1和氮化铝层2，复合衬底的尺寸为底宽0.45
‑
9.9μm，高度0.3
‑
10μm。氮化镓层1位于氮化铝层2的上方，且氮化铝层2和氮化镓层1为异形结构；氮化镓层1包括圆锥槽11，氮化铝层2包括氮化铝圆锥形贴面21，圆锥槽11与氮化铝圆锥形贴面21在复合衬底的底部均匀阵列分布；氮化铝圆锥形贴面21为圆锥形结构，氮化铝圆锥形贴面21与圆锥槽11的底部一侧紧密贴合。
[0024]本实施例中复合衬底CPSS图形形貌为圆锥状。
[0025]实施例二
[0026]如图4和图5所示，本技术提出的一种氮化铝与氮化镓复合衬底，相较于实施例一，本实施例基于金属有机化学气相沉积技术，复合衬底包括氮化镓层1和氮化铝层2，复合衬底的尺寸为底宽0.45
‑
9.9μm，高度0.3
‑
10μm。氮化镓层1位于氮化铝层2的上方，且氮化铝层2和氮化镓层1为异形结构；氮化镓层1包括矩形槽101，氮化铝层2包括氮化铝矩形贴面201，矩形槽101与氮化铝矩形贴面201的截面为矩形结构；氮化铝矩形贴面201紧密贴合在矩形槽101的底部。
[0027]本实施例中复合衬底CPSS图形形貌为条形。
[0028]本方案中形状复合衬底CPSS图形形貌可为圆锥状、柱状、条状等。
[0029]在实施例一和实施例二的基础上本实施例中提出复合衬底的制作方法，具体包括以下步骤：S1、使用常规流程制作出CPSS（二氧化硅
‑
氧化铝复合衬底），其上部为二氧化硅，下部为蓝宝石，图形尺寸为底宽0.45
‑
9.9um，高度0.3
‑
10um，CPSS图形形貌可为圆锥状、棱锥状、柱状、条状等；
[0030]S2、在CPSS上旋涂一层光刻胶，胶厚为0.5
‑
2.0μm，此时光刻胶将CPSS上的图形全部覆盖；该过程也可使用旋涂其他有机物。
[0031]S3、使用氧气对涂布光刻胶的CPSS进行干法刻蚀，直至光刻胶胶厚剩下0.3
‑
1.5μm，且图形侧壁上半部分并无光刻胶残留；或者使用光刻机对光刻胶进行曝光，控制曝光能量使其上部曝透而下部分没曝透，再通过显影液显影，去除图形侧壁上半部分的光刻胶，为
了顺利完成剥离，剩下光刻胶的高度要高于蓝宝石的高度；
[0032]S4、使用磁控溅射设备在涂有光刻胶的CPSS上生长一层氮化铝薄膜，使薄膜覆盖整个CPSS图形及光刻胶；
[0033]S5、将覆盖了氮化铝薄膜和光刻胶的衬底片，放入NMP或者丙酮中浸泡1
‑
100min，将氮化铝下面的光刻胶溶解掉，QDR600
‑
1800s；
[0034]S6、最终剩下带有氮化铝薄膜的CPSS；
[0035]S7、使用MOCVD在带有氮化铝薄膜的CPSS上生长氮化镓外延层，工艺与常规工艺一致；
[0036]S8、将生长完氮化镓的CPSS放入BOE（缓冲氧化物蚀刻液）中浸泡1
‑
100min，将CPSS上部分的二氧化硅溶解掉，QDR600
‑
1800s；由于二氧化硅被溶解，氮化铝和氮化镓外延层被剥离开来，即可获得氮化铝和氮化镓复合衬底。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝与氮化镓复合衬底，其特征在于：基于金属有机化学气相沉积技术，所述复合衬底包括氮化镓层（1）和氮化铝层（2），所述氮化镓层（1）位于氮化铝层（2）的上方，且所述氮化铝层（2）和氮化镓层（1）为异形结构。2.根据权利要求1所述的一种氮化铝与氮化镓复合衬底，其特征在于，所述氮化镓层（1）包括圆锥槽（11），所述氮化铝层（2）包括氮化铝圆锥形贴面（21），所述圆锥槽（11）与氮化铝圆锥形贴面（21）在复合衬底的底部均匀阵列分布。3.根据权利要求2所述的一种氮化铝与氮化镓复合衬底，其特征在于，所述氮化铝圆锥形贴面（21）为圆锥形结构，所述氮化铝圆锥形贴面（21）与圆锥槽（11）的底部一侧紧密贴合。4.根据权利要求1所述的一种氮化铝与氮化镓复...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯想，刘熠新，钟梦洁，王瑞敏，熊彩浩，蔡琦，林赛，
申请(专利权)人：福建中晶科技有限公司，
类型：新型
国别省市：