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CN105304471A - 一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法 - Google Patents

一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法，使用MOCVD设备在蓝宝石衬底的表面外延一层5微米厚氮化镓外延层，然后将液态蔗糖均匀涂覆在氮化镓外延层上，经过900℃高温退火，将蔗糖层碳化，形成均匀碳球层，在随后的HVPE外延生长氮化镓过程中，碳球层部位会出现纳米级的均匀孔隙形成孔隙层，技术效果是此孔隙层可以有效降低相应部位氮化镓的结构强度，提高了氮化镓从衬底上断裂剥离的可能性，达到制备氮化镓单晶衬底的目的，制造工艺简单、实用。

Description

一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法
技术领域
本发明涉及在氮化镓内部制作孔隙层的方法，特别涉及一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法。
背景技术
氮化镓材料由于其特有的带隙宽度和优良的光电特性，在可见光波段发光二极管,高频、大功率电子器件，紫外探测器等光电子器件有着广泛的应用前景，因此也成为宽禁带半导体材料中极具吸引力的材料。然而,制约氮化物半导体的发展重要因素之一是衬底材料。通常氮化镓器件使用Si、Al2O3、SiC等异质衬底材料制造。这些衬底材料不同程度的存在着晶体结构失配,晶格常数失配,热膨胀系数失配等因素,造成了薄膜质量下降，进而严重影响着器件的性能，所以需要同质氮化镓单晶衬底。氮化镓单晶一般生长在其它的衬底上，要得到自支撑氮化镓单晶最重要的就是去除原衬底，目前去除原衬底最常用的技术是自剥离技术，自剥离技术的关键是在氮化镓内部制作孔隙层，孔隙层可以降低氮化镓的结构强度，在降温过程中使氮化镓单晶从衬底上断裂剥离。
发明内容
鉴于现有技术中氮化镓单晶从衬底剥离过程中出现的问题，本发明提供一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法，具体技术方案是，
本发明的技术效果是，碳球层部位会出现纳米级的均匀孔隙，有效降低相应部位氮化镓的结构强度，提高了氮化镓从衬底上断裂剥离的可能性，达到制备氮化镓单晶衬底的目的，工艺简单、易于操作。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法，工艺步骤为，
a)选取2英寸单抛衬底的蓝宝石，用乙醇溶液将其表面清洗干净；
b）使用MOCVD设备在蓝宝石衬底表面外延一层氮化镓，得到MO-GaN衬底，厚度约5μm；
c）将蔗糖在加热炉内加热至200℃，使其达到融化状态；
d）将MO-GaN衬底放置到自制匀胶机上，将匀胶机托盘加热至230~300℃；
e）将融化状态的蔗糖滴至MO-GaN衬底上，设置转速为4000，旋转时间15秒，使蔗糖均匀涂覆在MO-GaN衬底上，厚度为2μm，随后自然降温至室温；
f）将涂覆蔗糖后的衬底放入高温退火炉，在高纯氮气保护下900℃退火10min，随后自然降温至室温，制得碳球层；
g）将覆有碳球层的MO-GaN衬底放入氮化镓HVPE生长炉中，在1020℃条件下，以500ml/min速度通入NH3、以20ml/min速度通入HCl，进行氮化镓外延层生长，层厚500μm，在氮化镓外延层底面的碳球层出现纳米级的均匀孔隙而形成了孔隙层。

Claims (1)

1.一种使用碳球在氮化镓内部制作孔隙层的方法，其特征在于：工艺步骤为，
a)选取2英寸单抛衬底的蓝宝石，用乙醇溶液将其表面清洗干净；
b）使用MOCVD设备在蓝宝石衬底表面外延一层氮化镓，得到MO-GaN衬底，厚度约5μm；
c）将蔗糖在加热炉内加热至200℃，使其达到融化状态；
d）将MO-GaN衬底放置到自制匀胶机上，将匀胶机托盘加热至230~300℃；
e）将融化状态的蔗糖滴至MO-GaN衬底上，设置转速为2000~4000，旋转时间10~15秒，使蔗糖均匀涂覆在MO-GaN衬底上，厚度为1~2μm，随后自然降温至室温；
f）将涂覆蔗糖后的衬底放入高温退火炉，在高纯氮气保护下900℃退火10min，随后自然降温至室温，制得碳球层；
g）将覆有碳球层的MO-GaN衬底放入氮化镓HVPE生长炉中，在1020℃条件下，以500ml/min速度通入NH3、以20ml/min速度通入HCl，进行氮化镓外延层生长，层厚500μm，在氮化镓外延层底面的碳球层出现纳米级的均匀孔隙而形成了孔隙层。
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