[发明专利]一种带空腔的氮化铟复合衬底及其制备方法

权利要求书

1.一种带空腔的氮化铟复合衬底，其特征在于，包括单晶硅衬底和氮化铟膜层，所述氮化铟膜层包括250~300nm的氮化铟缓冲层、2~4µm的氮化铟外延层和15~25µm的氮化铟厚膜层，所述氮化铟膜层形成有空腔。

2.一种带空腔的氮化铟复合衬底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在单晶硅衬底上预生长氮化铟薄膜层，然后蒸镀一层可与盐酸反应的金属形成掩膜层；

S2：对S1中的样品进行退火，使所述掩膜层自组装形成图形化结构而形成开口区域；

S3：采用刻蚀法去除所述掩膜层开口区域的氮化铟至距离所述单晶硅衬底100~150nm处，在氮化铟薄膜层中形成沟道，沟道的尺寸由掩膜层的图形开口大小决定，沟道口形成于氮化铟薄膜层的表面；

S4：采用二氧化硅填充S3中所述的沟道；

S5：采用盐酸腐蚀去除保留下的氮化铟表面上沉积的残留的金属以及金属上的填充介质；

S6：采用侧向外延生长技术生长氮化铟厚膜层，覆盖S5中得到的沟道被填充的氮化铟薄膜层的整个表面；

S7：采用腐蚀法去除填充在氮化铟薄膜层的沟道中的二氧化硅，原来被二氧化硅占据的位置成为空腔，形成带空腔的复合衬底。

3.根据权利要求2所述的带空腔的氮化铟复合衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述生长氮化铟薄膜层是采用等离子蒸发法先在低温100~150^oC生长250~300nm的氮化铟缓冲层，再在高温1000~1010^oC生长2~4µm的氮化铟外延层。

4.根据权利要求2所述的带空腔的氮化铟复合衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述掩膜层是采用磁控溅射法蒸镀的20~30nm厚的钴金属层。

5.根据权利要求2所述的带空腔的氮化铟复合衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述样品退火采用以下工艺参数：150~200^oC下保温30~40min，真空度为300~400Pa，通入流量为200~300sccm的氩气。

6.根据权利要求2所述的带空腔的氮化铟复合衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述刻蚀法为聚焦离子束刻蚀法，使得所形成的沟道为圆柱状。

7.根据权利要求2所述的带空腔的氮化铟复合衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述二氧化硅采用原子层沉积法沉积，厚度为3~4.5µm。

8.根据权利要求2所述的带空腔的氮化铟复合衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述腐蚀法为采用氟化氢溶液腐蚀，去除沟道中的二氧化硅，使得原来被填充介质占据的位置留下空腔。