[发明专利]一种基于图形化蓝宝石衬底和预溅射技术的AlN薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种基于图形化蓝宝石衬底和预溅射技术的AlN薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制备凹面图形化蓝宝石衬底；

S2：采用磁控溅射方法在蓝宝石衬底上预沉积AlN成核层；

S3：在AlN成核层上直接高温外延生长AlN外延层，完成聚合过程；继续外延直至达到目标厚度，即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述凹面图形化蓝宝石衬底采用纳米压印配合湿法腐蚀法制备而成，具体制备步骤如下：

S101、采用等离子体增强化学气相沉积法在蓝宝石衬底上沉积SiO₂作为硬质掩膜，在所述硬质掩膜上方旋涂纳米压印胶；

S102、将纳米压印模板上的图形压印到所述纳米压印胶上；

S103、采用干法刻蚀，以压印胶作为掩膜，将所述图形转移到由SiO₂沉积而成的硬质掩膜上；

S104、采用湿法腐蚀，利用由SiO₂沉积而成的硬质掩膜，将所述图形转移到蓝宝石衬底上；

S105、清洗并去除所述蓝宝石衬底上残留的SiO₂以及金属离子、有机物，烘干后，达到能进入生长设备进行外延制备的要求。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中磁控溅射法是以高纯度Al源和N2等离子体分别提供Al源和N源。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中磁控溅射法的溅射温度为300-900℃，优选500-700℃。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述AlN成核层的控制在5-150nm范围内，优选20-50nm。

6.根据权利要求1-5任一所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，以氨气和铝源为原料，采用MOCVD在AlN成核层上直接高温外延生长AlN外延层，完成聚合过程，并继续外延至目标厚度。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氨气和有机金属化合物的摩尔比不大于500：1；

其中，所述铝源优选为有机铝化合物，更优选为三甲基铝。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S3所述AlN外延层在1100～1400℃、50～100mbar条件下形成；优选在1230～1270℃、50～100mbar条件下形成。