[发明专利]一种AlN薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种AlN薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上形成掩膜，得到含掩膜衬底；

对所述含掩膜衬底表面进行刻蚀，在衬底表面形成凹坑；所述凹坑为规则排列的凹坑，所述凹坑的深度独立为10~400nm，上表面宽度独立地为100~2000nm；相邻两凹坑之间的距离为1~10μm；

以铝为靶材，在氮气-惰性混合气体存在条件下，在所述凹坑中溅射沉积AlN后去除残余掩膜，得到含溅射AlN层衬底；

将所述含溅射AlN层衬底进行退火，得到含致密AlN层衬底；所述退火的气氛为保护气氛；所述退火包括依次进行第一退火和第二退火，所述第一退火的温度为1500~1800℃，保温时间为0.5~5h，温度由室温升至所述第一退火的温度的升温速率为10~20℃/min；所述第二退火温度为500~1000℃，保温时间为0.5~3h，温度降低至所述第二退火的温度的降温速率为5~10℃/min；通过所述退火处理后溅射AlN层中的AlN重新结晶形成应力小且致密的AlN籽晶；所述AlN籽晶只在凹坑中而衬底表面其他位置没有；

在所述含致密AlN层衬底表面外延生长AlN，形成外延AlN层，在衬底表面得到AlN薄膜；在所述外延生长过程中，AlN籽晶为同质外延，衬底上为异质外延。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含溅射AlN层衬底中溅射AlN层的厚度为10~400nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底的材质包括蓝宝石、碳化硅、氧化锌、金属或玻璃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掩膜包括光刻胶掩膜、金属掩膜或二氧化硅掩膜。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀包括离子刻蚀或化学刻蚀。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凹坑的形状包括长方体、正方体、圆锥体、圆柱体或碗形。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述外延AlN层的厚度为1~5μm。

8.一种AlN薄膜，其特征在于，所述AlN薄膜采用权利要求1~7任一项所述制备方法得到。

9.一种光电器件，其特征在于，采用权利要求8所述的AlN薄膜。