[发明专利]一种氮化铝衬底模板的制作方法

说明书

本发明涉及一种氮化铝衬底模板的制作方法，包括以下步骤：(1)、在衬底上溅射一层氮化铝溅射层；(2)、将溅射有氮化铝溅射层的衬底放入MOCVD炉内，在氮化铝溅射层上生长第一低温氮化铝层；(3)、在MOCVD炉内，对第一低温氮化铝层的表面进行高温蚀刻，以在第一低温氮化铝层的表面刻蚀出分布均匀且大小一致的孔洞；(4)、在MOCVD炉内，继续在高温蚀刻后的第一低温氮化铝层上生长第二低温氮化铝层。其能消除氮化铝衬底模板表面的裂纹，提升UVC‑LED各项光电参数及芯片可靠性，并且，其可以直接在MOCVD炉内进行，制造成本低，可以应用于大批量快速生产。

技术领域

本发明属于半导体外延衬底生长技术领域，涉及一种氮化铝衬底模板的制作方法。

背景技术

AlN模板在LED材料中的适用越来越广泛，尤其是在深紫外LED材料领域。现有技术中的深紫外LED材料主要是基于AlGaN体系的材料。但是AlGaN材料与衬底之间存在严重的晶格失配的问题，容易在生产时产生裂纹等缺陷。

为了解决上述问题，现有技术的一种技术方案采用AlN模板来实现。AlN模板是在衬底上生长AlN作为模板，以便于在模板上再生长AlGaN材料或者类似材料的技术。在这种情况下生长的AlGaN或者类似材料层具有较强的稳定行性，能在一定范围内的受力下不会产生裂纹。

采用AlN材料作为模板还具有其它独特的优势，例如，AlN模板能够透过波长大于200nm的光，因此其对于一般意义上的紫外光或深紫外光的光线传输并没有明显的削弱，并且AlN材料的热稳定性和导热性能都较为优良，在LED芯片中使用AlN材料能够保持其优良的性能和使用寿命。

但是AlN在衬底上生长时也会出现晶格失配的问题，如果生长的AlN厚度较厚，则出现缺陷的几率就会随之增加，但是在一定程度下，越厚的AlN往往对于模板上生长的AlGaN层越为有利，因此，如何形成厚度较厚的高质量AlN层是现有技术中需要解决的问题。

在现有技术中，已经出现了多种提高AlN外延膜质量的方法，包括对于衬底或各个外延层进行刻蚀，这在一定程度上减小了高质量AlN模板生长中出现的缺陷。但是，现有技术中的这些方法在蚀刻时需要取出后在反应室进行刻蚀，这样，导致其生产效率大大降低，影响了产品的生长效率，并增加了生产成本。而且，现有技术中都是在反应室内之外进行干法或湿法蚀刻，其蚀刻的孔洞分布不均匀，且尺寸较大，影响了AlN的质量，导致其仍然会存在一定的应力缺陷。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的氮化铝衬底模板的制作方法。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种氮化铝衬底模板的制作方法，其能消除产品表面的裂纹，提升UVC-LED各项光电参数及芯片可靠性，并且，其可以直接在MOCVD炉内进行，制造成本低，可以应用于大批量快速生产。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种氮化铝衬底模板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在衬底上溅射一层氮化铝溅射层；

(2)、将溅射有氮化铝溅射层的衬底放入MOCVD炉内，在所述氮化铝溅射层上生长第一低温氮化铝层；

(3)、在所述MOCVD炉内，对所述第一低温氮化铝层的表面进行高温蚀刻，以在所述第一低温氮化铝层的表面刻蚀出分布均匀且大小一致的孔洞；

(4)、在所述MOCVD炉内，继续在高温蚀刻后的所述第一低温氮化铝层上生长第二低温氮化铝层。

优选地，其中，所述步骤(3)具体为：将所述MOCVD炉内的温度升高到1100-1400℃，压力调节到30-600mbar，通入氢气5-50SLM，对所述第一低温氮化铝层的表面进行高温蚀刻，并且，所述孔洞的深为5-100nm，直径为5-30nm，相邻两个所述孔洞之间的间隔为30-50nm。