【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种图形化氧化镓衬底及其制备方法，属于微纳加工。
技术介绍
1、近年来，氧化镓(ga2o3)因其具有出色的超宽禁带半导体特性和低生产成本受到人们广泛的关注。ga2o3禁带宽度大、击穿场强高、耐高温、抗辐照等优异的特性，使其在高功率器件、日盲紫外探测器上表现出色。除此之外，ga2o3也可作为gan的外延衬底，有研究表明氮化镓(gan)与(-201)的ga2o3衬底的晶格失配仅为4.7％(appl.phys.lett.105,42112(2014)、sci.rep.6,29747(2016))，低于蓝宝石衬底的14％。随着ga2o3单晶生长技术的进步，ga2o3的生产成本越来越低，其有望成为高性能gan led器件的衬底。尽管gan与ga2o3存在更小的晶格失配，即便如此还是会影响到gan外延薄膜的质量，如何使gan薄膜更好地在ga2o3衬底上外延生长是提高gan器件性能的关键。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，提供了一种图形化氧化镓衬底及其制备方法，通过对氧化镓衬底表面进行图形化，可以缓解氮化镓薄膜在氧化镓衬底上生长过程中的应力，减弱晶格失配带来的不利影响，使氮化镓薄膜生长更加稳定。
2、本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种图形化氧化镓衬底，所述图形化氧化镓衬底表面由若干个相同的呈规则排列的图形组成，每个图形为n+2个棱台(0≤n≤10)和一个棱台或者棱锥构成的多层塔状结构，结构按每层底面面积从大到小逐层向上排
3、进一步地，所述图形化氧化镓衬底表面相邻的图形间距为1-4μm。
4、进一步地，所述每个图形的底面为正多边形，每条边均向内凹陷，向内凹陷的角度β为120-170°，每个图形每层结构的底面形状均相同。
5、进一步地，所述每个图形的侧面与底面的夹角α为10-90°。
6、进一步地，所述每个图形每层结构的下边长为1-10μm，上边长为0.5-5μm。
7、进一步地，所述每个图形每层的高度为0.1-10μm，且每层的高度逐层减小。
8、本专利技术还提供了一种图形化氧化镓衬底的制备方法，该方法包含如下步骤：
9、步骤1：通过光刻技术在氧化镓衬底上制备掩膜层；
10、步骤2：使用电感耦合等离子体-反应离子刻蚀(icp-rie)技术对氧化镓衬底进行刻蚀；
11、步骤3：去除光刻胶；
12、步骤4：清洗衬底；
13、步骤5：处理氧化镓衬底表面。
14、进一步地，所述步骤1包括：
15、步骤1-1：在氧化镓衬底上以1000-3000r/min的转速旋涂光刻胶，光刻胶的厚度为1-4μm；
16、步骤1-2：80-100℃烘烤1-3min，在特定掩模版下曝光5-10s；
17、步骤1-3：80-100℃烘烤1-3min后显影时间10-20s。
18、进一步地，所述步骤2中刻蚀的气体为bcl3和cl2,流量分别为10-40sccm、20-80sccm。icp功率为300-700w，rie功率为100-500w，气压为0.1-0.5pa。
19、进一步地，所述步骤3中在丙酮中浸泡10min去除光刻胶。
20、进一步地，所述步骤4中在进行光刻前需将衬底先后在酒精、去离子水中超声清洗10min并用氮气吹干，将上述步骤1-3重复n+2次。
21、进一步地，所述步骤5中将衬底放入h2so4/h2o2混合溶液中进行后处理,h2so4/h2o2的比例为1：1，处理的温度为80-100℃，时间5-10min。
22、有益效果：
23、1、本专利技术该氧化镓衬底上的图形可以缓解氮化镓薄膜在氧化镓衬底上生长过程中的应力，减弱晶格失配带来的不利影响，使氮化镓薄膜生长更加稳定。
24、2、本专利技术该图形结构具有更多的表面积和结构特征，有助于增强氮化镓薄膜对氧化镓衬底的附着力。
25、3、本专利技术该图形的多层结构可以促使氮化镓在每层都能横向生长，使薄膜拥有更少的缺陷密度。
26、4、本专利技术后处理可以降低刻蚀后氧化镓衬底表面的粗糙度，更利于氮化镓的外延生长。
27、5、本专利技术该图形结构可以增加光的散射次数，提高led器件的光提取率。
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1.一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述图形化氧化镓衬底表面由相同的呈规则排列的图形组成，每个图形由n+2个棱台(0≤n≤10)和一个棱台或者棱锥构成多层塔状结构，结构按每层底面面积从大到小逐层向上排列。
2.根据权利要求1所述的一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述图形化氧化镓衬底表面相邻的图形间距为1-4μm。
3.根据权利要求1所述的一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述每个图形的底面为正多边形，每条边均向内凹陷，向内凹陷的角度β为120-170°，每个图形每层结构的底面形状均相同，所述每个图形的侧面与底面的夹角α为10-90°。
4.根据权利要求1所述的一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述每个图形每层结构的下边长为1-10μm，上边长为0.5-5μm，高度为0.1-10μm，且每层的高度逐层减小。
5.一种图形化氧化镓衬底的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种图形化氧化镓衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：
7.根据权利要求5所述的一种图形化氧化镓衬底及其制备
8.根据权利要求5所述的一种图形化氧化镓衬底及其制备方法，其特征在于，所述步骤3中在丙酮中浸泡10min去除光刻胶。
9.根据权利要求6所述的一种图形化氧化镓衬底及其制备方法，其特征在于，所述步骤4包括在进行光刻前需将衬底先后在酒精、去离子水中超声清洗10min并用氮气吹干，将上述步骤1-3重复n+2次。
10.根据权利要求5所述的一种图形化氧化镓衬底及其制备方法，其特征在于，所述步骤5包括将衬底放入H2SO4/H2O2混合溶液中进行后处理,H2SO4/H2O2的比例为1：1，处理的温度为80-100℃，时间5-10min。
...【技术特征摘要】
1.一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述图形化氧化镓衬底表面由相同的呈规则排列的图形组成，每个图形由n+2个棱台(0≤n≤10)和一个棱台或者棱锥构成多层塔状结构，结构按每层底面面积从大到小逐层向上排列。
2.根据权利要求1所述的一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述图形化氧化镓衬底表面相邻的图形间距为1-4μm。
3.根据权利要求1所述的一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述每个图形的底面为正多边形，每条边均向内凹陷，向内凹陷的角度β为120-170°，每个图形每层结构的底面形状均相同，所述每个图形的侧面与底面的夹角α为10-90°。
4.根据权利要求1所述的一种图形化氧化镓衬底，其特征在于，所述每个图形每层结构的下边长为1-10μm，上边长为0.5-5μm，高度为0.1-10μm，且每层的高度逐层减小。
5.一种图形化氧化镓衬底的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种图形化氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁颂，李山，唐为华，
申请(专利权)人：北京镓和半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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