【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，具体涉及一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法。
技术介绍
1、gan作为第三代半导体材料，具有较高的电子饱和速率、击穿场强和宽禁带等优异性能，是研制高频、高功率半导体器件的基本材料。近年来，随着gan基功率器件尺寸小型化和功率增大化，使得gan基功率器件运行时，在芯片有源区的热点增加，热累积效应迅速增加，导致其各项性能指标迅速恶化。因此散热问题成为制约 gan 基功率器件进一步发展和广 泛应用的主要技术瓶颈之一。为了解决现有的gan基半导体器件的散热问题，本专利技术提供了一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其目的在于：为了解决现有的gan基半导体器件的散热问题，利用微纳加工增加gan与金刚石的界面接触面积，使得界面散热面积增大，并且微纳加工也增加了界面机械咬合力，使得gan与金刚石的界面结合强度增加。同时引入金刚石颗粒，极大的促进多晶金刚石的形核与生长。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，包括以下四个步骤：s1，在gan基体的衬底上进行微纳加工，gan基体上呈现微纳加工图案；s2，在步骤s1中的所述微纳加工图案表面镀上介质层；s3，将金刚石颗粒均匀的撒在步骤s2中的所述gan基体上进行播种；s4，原位生长高质量多晶金刚石。p>
4、作为优选的技术方案，步骤s1中的所述微纳加工图案的形状包括但不限于方形、圆形、长方形、六边形或其它不规则形状。
5、作为优选的技术方案，步骤s1中的所述微纳加工的方式包括但不限于机械加工，激光加工等。
6、作为优选的技术方案，步骤s2中的所述介质层的镀膜方法包括但不限于磁控溅射镀膜、真空蒸镀镀膜等。
7、作为优选的技术方案，步骤s2中的所述介质层的种类包括但不限于aln、sin、bn等界面缓冲层和h、li、b等钝化剂。
8、作为优选的技术方案，步骤s2中的所述介质层的厚度为10-1000 nm。
9、作为优选的技术方案，步骤s3中的所述金刚石颗粒的颗粒粒径为10-500 nm。
10、作为优选的技术方案，步骤s4中的所述多晶金刚石的生长方法为化学气相沉积法，包括但不限于mpcvd、pecvd、hfcvd等。
11、作为优选的技术方案，步骤s4中的所述多晶金刚石的生长厚度为0.01-2mm。
12、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
13、利用微纳加工增加gan基体与金刚石的界面接触面积，使得界面散热面积增大，并且微纳加工也增加了界面机械咬合力，使得gan基体与金刚石的界面结合强度增加。同时引入金刚石颗粒，极大的促进多晶金刚石的形核与生长。与传统的gan基体异质外延多晶金刚石方法相比，该方法不仅提高了散热能力和界面结合强度，还提高了多晶金刚石的制备效率和质量。
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1.一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在GaN基体（1）的衬底上进行微纳加工，GaN基体（1）上呈现微纳加工图案（2）；S2，在步骤S1中的所述微纳加工图案（2）表面镀上介质层（3）；S3，将金刚石颗粒（4）均匀的撒在步骤S2中的所述GaN基体（1）上进行播种；S4，原位生长高质量多晶金刚石（5）。
2.根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤S1中的所述微纳加工图案（2）的形状包括但不限于方形、圆形、长方形、六边形或其它不规则形状。
3.根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤S1中的所述微纳加工的方式包括但不限于机械加工，激光加工等。
4.根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤S2中的所述介质层（3）的镀膜方法包括但不限于磁控溅射镀膜、真空蒸镀镀膜等。
5.根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在
6. 根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤S2中的所述介质层（3）的厚度为10-1000 nm。
7. 根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤S3中的所述金刚石颗粒（4）的颗粒粒径为10-500 nm。
8.根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤S4中的所述多晶金刚石（5）的生长方法为化学气相沉积法（CVD法），包括但不限于MPCVD、PECVD、HFCVD等。
9.根据权利要求1所述的一种以GaN为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤S4中的所述多晶金刚石（5）的生长厚度为0.01-2mm。
...【技术特征摘要】
1.一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，在gan基体（1）的衬底上进行微纳加工，gan基体（1）上呈现微纳加工图案（2）；s2，在步骤s1中的所述微纳加工图案（2）表面镀上介质层（3）；s3，将金刚石颗粒（4）均匀的撒在步骤s2中的所述gan基体（1）上进行播种；s4，原位生长高质量多晶金刚石（5）。
2.根据权利要求1所述的一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤s1中的所述微纳加工图案（2）的形状包括但不限于方形、圆形、长方形、六边形或其它不规则形状。
3.根据权利要求1所述的一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤s1中的所述微纳加工的方式包括但不限于机械加工，激光加工等。
4.根据权利要求1所述的一种以gan为衬底外延高质量多晶金刚石及其制备方法，其特征在于：步骤s2中的所述介质层（3）的镀膜方法包括但不限于磁控溅射镀膜、真空蒸镀镀膜等。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李高金，李明君，李志博，吕申申，
申请(专利权)人：安徽碳索芯材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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