[发明专利]碳化硅基复合衬底及其制造方法

权利要求书

1.一种用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，包含：

一碳化硅单晶基底；

一复合应力协变层，覆盖在所述碳化硅单晶基底上，由多层氮化钛单晶薄膜材料和多层氮化铝单晶薄膜材料交替堆叠构成；

一氮化镓模板层，生长在所述复合应力协变层上，由氮化镓单晶薄膜材料构成。

2.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，所述复合应力协变层中每层所述氮化钛单晶薄膜材料的厚度为5～30nm。

3.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，所述复合应力协变层中每层所述氮化铝单晶薄膜材料的厚度不小于每层所述氮化钛单晶薄膜材料的厚度的3倍。

4.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，在所述复合应力协变层中与所述碳化硅单晶基底接触的层为所述氮化钛单晶薄膜材料。

5.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，在所述复合应力协变层中与所述氮化镓模板层接触的层为所述氮化铝单晶薄膜材料。

6.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，所述氮化钛单晶薄膜材料的层数为1～10层，所述氮化铝单晶薄膜材料的层数与所述氮化钛单晶薄膜材料的层数相同。

7.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，所述氮化镓模板层的厚度不小于2μm。

8.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，在生长所述氮化镓模板层时从800～1100℃的生长温度降到室温的降温速率为5～20℃/分钟。

9.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，用于制备所述复合应力协变层中的氮化钛单晶薄膜材料和氮化铝单晶薄膜材料以及氮化镓模板层的材料生长工艺包括金属有机物化学气相沉积、离子束外延、分子束外延、脉冲激光沉积、等离子体辅助化学气相沉积及磁控溅射沉积。

10.根据权利要求1所述的用于制备氮化物半导体外延材料的碳化硅基复合衬底，其特征在于，所述碳化硅基复合衬底用于氮化镓、氮化铝、氮化铟、铝镓氮、铟镓氮、铟铝镓氮单晶薄膜材料、及氮化物半导体LED器件结构的制备生长。

11.一种碳化硅基复合衬底的制造方法，该碳化硅基复合衬底用于制备氮化物半导体外延材料，其特征在于，包含：

取一碳化硅单晶基底；

在所述碳化硅单晶基底上形成一复合应力协变层，所述复合应力协变层由氮化铝单晶薄膜材料和氮化钛单晶薄膜材料交替堆叠构成；

在所述复合应力协变层上形成一氮化镓模板层，所述氮化镓模板层由氮化镓单晶薄膜材料构成。