[发明专利]在侧向外延薄膜上自对准形成图形及制备外延材料的方法

权利要求书

1.一种在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，包括：

S1：制备图形化衬底；

所述图形化衬底包括衬底和图形化外延薄膜，图形化外延薄膜上形成多条相互平行的矩形沟槽和多个相互平行且独立的矩形台面；

S2：在图形化衬底上通过侧向外延合并生长的方式，制备表面合并的侧向外延薄膜；

由于侧向外延的作用原理在所述矩形沟槽上方形成空气隙；

S3：通过在步骤S1所制备的图形化衬底背面进行曝光处理，由于所述空气隙对光的反射和折射作用，使从衬底背面垂直入射的光通过空气隙而发散，通过非空气隙而汇聚，从而在空气隙上方形成非曝光区，在非空气隙上方形成曝光区，使得在步骤S2所制备的侧向外延薄膜上自对准形成图形并制备自对准图形化光刻胶。

2.根据权利要求1所述的在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，所述S1包括：

S1.1：在一平面衬底上制备掩膜层；

S1.2：制备图形化的胶掩膜；

S1.3：利用步骤S1.2所制备的胶掩膜图形化衬底；以及

S1.4：清除掩膜层，完成图形化衬底的制备。

3.根据权利要求1所述的在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，所述步骤S3，包括：

S3.1：在步骤S2所制备的侧向外延薄膜上旋涂光刻胶；以及

S3.2：采用衬底背面曝光的自对准工艺制备自对准图形化光刻胶掩膜。

4.根据权利要求1所述的在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，步骤S1中所述图形化衬底包括：单一材料衬底或复合材料衬底。

5.根据权利要求4所述的在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，所述单一材料包括：蓝宝石、AlN、Ga₂O₃、SiC、金刚石、石英玻璃中任意一种；所述复合材料衬底即在单一材料衬底上形成另一材料的图形化外延薄膜，所述图形化外延薄膜的材料包括：AlN、Ga₂O₃。

6.根据权利要求1所述的在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，步骤S2中制备合并的侧向外延薄膜的方法包括：金属有机化学气相沉积、分子束外延、超高真空化学气相沉积、常压及减压外延。

7.根据权利要求2所述的在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，所述掩膜层的制备材料包括二氧化硅。

8.根据权利要求2所述的在侧向外延薄膜上自对准形成图形的方法，S1.2中制备图形化的胶掩膜上的图形包括：圆形、长条形或多边形。

9.一种在侧向外延薄膜上自对准形成图形制备外延材料的方法，包括：

S1：制备图形化衬底；

所述图形化衬底包括衬底和图形化外延薄膜，图形化外延薄膜上形成多条相互平行的矩形沟槽和多个相互平行且独立的矩形台面；

S2：在图形化衬底上通过侧向外延合并生长的方式，制备表面合并的侧向外延薄膜；

由于侧向外延的作用原理在所述矩形沟槽上方形成空气隙；

S3：通过在步骤S1所制备的图形化衬底背面进行曝光处理，由于所述空气隙7对光的反射和折射作用，使从衬底背面垂直入射的光通过空气隙而发散，通过非空气隙而汇聚，从而在空气隙上方形成非曝光区，在非空气隙上方形成曝光区，使得在步骤S2所制备的侧向外延薄膜上自对准形成图形并制备自对准图形化光刻胶；

S4：以步骤S3所制备的自对准图形化光刻胶为掩膜对侧向外延薄膜进行加工；以及

S5：清除自对准图形化光刻胶掩膜，完成外延材料的制备；

S6：重复S2至S5，制备多层侧向外延薄膜的外延材料，从而降低整个外延材料中位错密度。