高质量氮化铝模板及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种高质量氮化铝模板的制备方法，其特征在于包括：采用hvpe或mocvd的方式，于1400-1600℃、10-50torr条件下，在异质衬底的表面外延生长形成第一氮化铝层从而形成第一外延结构；将所述第一外延结构转移至氢氧化钾水溶液中，，或者，将所述第一外延结构转移至电感耦合等离子体刻蚀设备中，并向所述电感耦合等离子体刻蚀设备中通入包含三氯化硼和氯气的混合气体，以对所述第一氮化铝层的第一表面进行第一次刻蚀，第一次刻蚀的深度为1-10μm，宽度为2-10μm，从而形成微米尺度的第一图案；采用hvpe或mocvd的方式，于1400-1600℃、10-50torr条件下，在所述第一氮化铝层的第一表面生长外延生长形成第二氮化铝层从而形成第二外延结构；将所述第二外延结构转移至氢氧化钾水溶液中，或者，将所述第二外延结构转移至电感耦合等离子体刻蚀设备中，并向所述电感耦合等离子体刻蚀设备中通入包含三氯化硼和氯气的混合气体，以对所述第二氮化铝层的第二表面进行第二次刻蚀，第二次刻蚀的深度为5-10μm，宽度为2-10μm，从而形成微米尺度的第二图案；采用hvpe或mocvd的方式，于1400-1600℃、10-50torr条件下，在所述第二氮化铝层的第二表面外延生长形成第三氮化铝层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：将所述第一外延结构转移至在氢氧化钾水溶液中或者电感耦合等离子体刻蚀设备中，对所述第一氮化铝层的第一表面进行第一次刻蚀，以除去位于所述第一表面的第一区域的全部氮化铝，以形成所述第一图案，之后再将第二外延结构转移至氢氧化钾水溶液中或者电感耦合等离子体刻蚀设备中，对所述第二氮化铝层的第二表面进行第二次刻蚀，以除去位于所述第二表面的第二区域的全部氮化铝，以形成所述第二图案，其中，所述第二区域和第一区域在异质衬底表面上的正投影区域无重叠区域。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述第一图案包括多个间隔分布的第一氮化铝，所述第一氮化铝的直径、长度或宽度为2-10μm、高度为1-10μm，相邻两个第一氮化铝之间的间距为2-10μm；优选的，所述第一氮化铝为长条状、圆柱形或棱柱形结构。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述第二图案包括多个间隔分布的第二氮化铝，所述第二氮化铝的直径、长度或宽度为2-10μm、高度为5-10μm，相邻两个第二氮化铝之间的间距为2-10μm；优选的，所述第二氮化铝包括第二氮化铝层，或者，所述第二氮化铝包括层叠设置的第一氮化铝层和第二氮化铝层；优选的，所述第二氮化铝为长条状、圆柱形或棱柱形结构。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一次刻蚀和第二次刻蚀所采用的氢氧化钾水溶液的浓度为4mol/l～8mol/l，温度为50℃～80℃。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述第一次刻蚀时，所述三氯化硼和氯气的通入流量分别为25sccm、10sccm，第一次刻蚀的压力为5-15mtorr，温度为20-50℃，所述第二次刻蚀时，所述三氯化硼和氯气的通入流量分别为25sccm、10sccm，第二次刻蚀的压力为5-15mtorr，温度为20-60℃。7.由权利要求1-6中任一项所述的制备方法制备获得的氮化铝模板。
8.根据权利要求7所述的氮化铝模板，其特征在于包括依次层叠设置的第一氮化铝层、第二氮化铝层和第三氮化铝层，且所述氮化铝模板内形成有多个孔洞。9.根据权利要求8所述的氮化铝模板，其特征在于：所述第一氮化铝层、第二氮化铝层和第三氮化铝层均是通过hvpe或mocvd的方式生长形成的氮化铝晶体层；优选的，所述第一氮化铝层和第二氮化铝层之间、第三氮化铝层和第二氮化铝层之间具有台阶面；优选的，所述第一氮化铝层的厚度为1-10μm；优选的，所述第二氮化铝层的厚度为5-10μm；优选的，所述第三氮化铝层的厚度为10-15μm。10.一种光电子器件，其特征在于包括由权利要求1-6中任一项所述的制备方法制备获得的氮化铝模板或权利要求7-9中任一项所述的氮化铝模板。

技术总结
本发明公开了一种高质量氮化铝模板及其制备方法和应用。所述制备方法包括：在异质衬底的表面生长形成第一氮化铝层；对所述第一氮化铝层的第一表面的第一区域进行第一次刻蚀，以形成至少一个第一凹陷部；在所述第一氮化铝层的第一表面生长形成第二氮化铝层；对所述第二氮化铝层的第二表面的第二区域进行第二次刻蚀，以形成至少一个第二凹陷部，且所述第二区域和第一区域在异质衬底表面上的正投影区域无重叠区域；在所述第二氮化铝层的第二表面生长形成第三氮化铝层。本发明实施例提供的一种高质量氮化铝模板的制备方法，解决了AlN模板的开裂问题，并且大幅度降低了AlN模板中穿透位错的密度。透位错的密度。透位错的密度。


技术研发人员：张纪才 刘婷
受保护的技术使用者：北京镓纳光电科技有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/3/18