一种具有倒“V”结构的非极性氮化镓衬底材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，涉及一种具有倒“V”结构的非极性氮化镓单晶衬底材料及其制备方法和应用。本发明专利技术通过将蓝宝石（Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;）衬底清洗清洁后，利用电子束蒸镀的方法在Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;衬底上沉积二氧化硅掩膜；光刻后通过氢化物气相外延生长手段，控制不同的生长时间，外延形成具有倒“V”型结构的非极性GaN单晶衬底材料。本发明专利技术工艺技术简单，高效且通用性强，有利于大规模生产；且使GaN晶体的位错密度显著降低，晶体质量显著提升。本发明专利技术还将倒“V”结构的非极性面GaN单晶作为衬底材料应用在GaN基发光器件上，其发光效率明显增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件，涉及一种具有倒“v”结构的非极性氮化镓单晶衬底材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、目前，基于iv族或iii-v族材料的半导体材料凭借其物理和化学特性，调控了对应半导体技术的各种光电子性质，实现来自不同设备结构和环境的电子、空穴和光子在广泛的应用中相互作用和控制。例如，最初应用于第一批晶体管的硅和锗基材料，已经扩大并彻底改变了现代工业系统。然而，这些材料仍然具有例如在恶劣环境下的操作故障和低功率处理能力等不同的固有限制。

2、宽带隙半导体随着其带隙的增加可以提升器件的性能，更宽的带隙半导体尽管具有明显的潜在优势。其中，氮化镓（gan）具有禁带宽度大、击穿电场强、导通电阻低、电子迁移率高和转换效率高等优势，被应用于蓝色、绿色、紫外激光二极管、发光二极管（led）和高电子迁移晶体管等领域。同时，gan器件与硅基互补金属氧化物半导体器件的集成和工艺的兼容，使其有可能突破目前存在的摩尔定律的限制。然而，目前制备商业led中采用的衬底材料多数是异质外延生长的gan薄膜，其中存在较大的位错密度和残余应力，从而限制了铟（in）元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有倒“V”结构的非极性氮化镓单晶衬底材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中晶片表面清洗时间依次均为30 min，氮气的纯度为99.99%。

3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中SiO2掩膜厚度为50~150 nm。

4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中SiO2蒸镀过程中腔体内部温度为200~400 ℃，且保持恒定。

5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中经光刻后产生的图...

【技术特征摘要】

1.一种具有倒“v”结构的非极性氮化镓单晶衬底材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中晶片表面清洗时间依次均为30 min，氮气的纯度为99.99%。

3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中sio2掩膜厚度为50~150 nm。

4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中sio2蒸镀过程中腔体内部温度为200~400 ℃，且保持恒定。

5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中经光刻后产生的图型为圆形，所述圆形的直径为500 nm~2 μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕松阳，张雷，王国栋，王守志，俞娇仙，徐现刚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：