一种用于GaN纳米孔电化学腐蚀的外延层结构及电化学腐蚀方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，具体为一种用于GaN纳米孔电化学腐蚀的外延层结构及电化学腐蚀方法，从下至上依次包括：蓝宝石衬底；底部uGaN层，未掺杂GaN，厚度1‑2μm；电流扩散层，Si掺杂浓度1×1019/cm3，厚度0.1‑0.5μm；渐变截止层，Si掺杂浓度从1×1018/cm3，梯度递增至5×1018/cm3，厚度0.5‑1μm；纳米孔结构层，Si掺杂浓度5×1018/cm3，厚度1‑10μm；表面保护层，Si掺杂浓度4×1018/cm3，厚度0.3‑0.5μm。本发明专利技术针对现有GaN电化学腐蚀制备纳米多孔结构过程中存在的电流分布不均导致孔形貌(孔径、孔深、孔密度)一致性差的问题，提供了一种优化的外延层结构设计。该设计在GaN外延生长过程中引入特定掺杂浓度的表面保护层、功能层与扩散层之间的掺杂浓度渐变过渡区以及底部电流扩散层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造，尤其是涉及一种通过优化外延层掺杂结构提升gan电化学腐蚀均匀性的方法及结构设计。

技术介绍

1、gan电化学腐蚀是一种常规的电化学腐蚀过程，通常采用盐酸，硝酸，草酸等酸性物质，通过电流导通，实现电化学腐蚀空洞，在si掺杂的n型gan结构，可控制腐蚀尺寸，速度，深宽比等。通常这种结构可应用于led芯片级别原位封装，或应用于一些光学器件的表面处理。常规腐蚀过程中，通常因为电流在ngan外延中电流扩散原因，会导致腐蚀速度，孔径均匀性，深度等出现较大的不一致情况，部分过大电流区域还可能导致表面结构脱落，无法获均匀一致的纳米空洞。gan材料的电化学腐蚀(通常使用盐酸、硝酸或草酸等酸性电解液)是制备纳米多孔结构的一种常用方法。通过在n型(通常为si掺杂)gan上施加电流，可控制地形成纳米孔洞，调控其尺寸、腐蚀速率和深宽比。这种结构在led芯片原位封装和光学器件表面处理等领域具有应用潜力。

2、现有技术面临的关键问题在于：在常规的n型gan外延层上进行大面积电化学腐蚀时，由于电流在gan材料内部的扩散不均匀，导致不同区域的腐蚀速率、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于GaN纳米孔电化学腐蚀的外延层结构，其特征在于：从下至上依次包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于GaN纳米孔电化学腐蚀的外延层结构，其特征在于：所述渐变截止层的掺杂浓度梯度为线性或指数型递增。

3.根据权利要求1所述的一种用于GaN纳米孔电化学腐蚀的外延层结构，其特征在于：所述电流扩散层的电子迁移率>50cm2/V·s。

4.一种GaN纳米孔电化学腐蚀方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种GaN纳米孔电化学腐蚀方法，其特征在于：所述酸性电解液为盐酸、硝酸或草酸溶液。

6.根据权利要求4所述的...

【技术特征摘要】

1.一种用于gan纳米孔电化学腐蚀的外延层结构，其特征在于：从下至上依次包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于gan纳米孔电化学腐蚀的外延层结构，其特征在于：所述渐变截止层的掺杂浓度梯度为线性或指数型递增。

3.根据权利要求1所述的一种用于gan纳米孔电化学腐蚀的外延层结构，其特征在于：所述电流扩散层的电子迁移率&g...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振，曹玉飞，李晓雯，
申请(专利权)人：聚灿光电科技宿迁有限公司，
类型：发明
国别省市：