[发明专利]一种复合图形化衬底、制备方法及LED外延片

说明书

本发明实施例公开了一种复合图形化衬底、制备方法及LED外延片。该复合图形化衬底的制备方法包括：提供一平片蓝宝石衬底；在所述平片蓝宝石衬底上形成至少一层介质层，所述至少一层介质层包括位于底层且与所述平片蓝宝石衬底接触的第一介质层；图案化所述至少一层介质层，形成多个异质微结构；其中包括：采用刻蚀液对所述第一介质层进行湿法刻蚀；所述平片蓝宝石衬底与所述刻蚀液的化学反应速率低于所述第一介质层与所述刻蚀液的化学反应速率。本发明实施例解决了现有图形化衬底制备过程中平片蓝宝石衬底C面容易严重受损的问题，可以保证复合图形化衬底中生长外延材料的C面的质量，从而有助于减少外延生长缺陷，改善外延层质量。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种复合图形化衬底、制备方法及LED外延片。

背景技术

氮化镓作为第三代半导体材料，具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。但其晶体目前尚无法自主生长，必须依附衬底材料进行形核生长。

目前主流的衬底为图形化蓝宝石衬底，即通过在蓝宝石平片上制备出特定图形，用于氮化镓生长过程中的应力释放；图形化的方式有很多，主流仍为在平片蓝宝石上通过刻蚀技术，实现图形化。由于蓝宝石硬度是自然界中仅次于金刚石的存在，目前的主流刻蚀技术为增强等离子体刻蚀技术，主要通过高能等离子体物理轰击作用，对蓝宝石进行结构破坏，形成所需图形。在此过程中，蓝宝石表面被高能等离子体长时间轰击，导致蓝宝石C面受损严重，蓝宝石C面是外延晶体形核面，C面的完整度及能量状态会影响外延晶体的形核及其生长缺陷。

发明内容

本发明提供一种复合图形化衬底、制备方法及LED外延片，可以保证复合图形化衬底中生长外延材料的C面的质量，减少外延生长缺陷，改善外延层质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种复合图形化衬底的制备方法，包括：

提供一平片蓝宝石衬底；

在所述平片蓝宝石衬底上形成至少一层介质层，所述至少一层介质层包括位于底层且与所述平片蓝宝石衬底接触的第一介质层；

图案化所述至少一层介质层，形成多个异质微结构；其中包括：采用刻蚀液对所述第一介质层进行湿法刻蚀；所述平片蓝宝石衬底与所述刻蚀液的化学反应速率低于所述第一介质层与所述刻蚀液的化学反应速率。

可选地，所述平片蓝宝石衬底与所述刻蚀液的化学反应速率为零。

可选地，所述至少一层介质层还包括第二介质层；

在所述平片蓝宝石衬底上形成至少一层介质层，包括：

在所述平片蓝宝石衬底上形成所述第一介质层；

在所述第一介质层上形成第二介质层；

图案化所述至少一层介质层，形成多个异质微结构，包括：

对所述第二介质层进行干法刻蚀，形成多个第二子异质微结构；

采用刻蚀液对所述第一介质层进行湿法刻蚀，形成第一子异质微结构，所述第一子异质微结构位于所述第二子异质微结构的底部，所述第一子异质微结构和所述第二子异质微结构组成所述异质微结构。

可选地，所述第一介质层采用金属材料制成，所述第二介质层采用无机硅材料制成。

可选地，在所述平片蓝宝石衬底上形成所述第一介质层，包括：

通过物理气相沉积工艺，在所述平片蓝宝石衬底上形成所述第一介质层；

在所述第一介质层上形成第二介质层，包括：

通过化学气相沉积工艺，在所述第一介质层上形成所述第二介质层。