蝕(IBE)技術(shù)或者是化學(xué)(酸或者堿)腐蝕技術(shù)。該工藝更為快速，最多只需數(shù)分鐘即可完成。
[0044]以ICP技術(shù)或者IBE技術(shù)為例，對(duì)自支撐GaN襯底Ga面表面進(jìn)行刻蝕，針對(duì)經(jīng)過(guò)6微米金剛石顆粒的研磨的GaN自支撐襯底的Ga面表面，其刻蝕深度一般為4000nm，針對(duì)經(jīng)過(guò)3微米金剛石顆粒的研磨的GaN自支撐襯底的Ga面表面，其刻蝕深度一般為3000nm，針對(duì)經(jīng)過(guò)I微米金剛石顆粒的研磨的GaN自支撐襯底的Ga面表面，其刻蝕深度一般為2000nm?？涛g的目的在于去除受損晶格。在上述刻蝕過(guò)程中，Ga面的表面和劃痕內(nèi)部的刻蝕速度幾乎相同，刻蝕之后的表面形貌未發(fā)生顯著的變化，仍保留了縱橫交錯(cuò)的橫截面為V型的溝槽?？涛g完成后的劃痕用AFM掃描得到的典型深度范圍是0.lnm-8.0nm,寬度范圍是10_344nm。
[0045]以酸、堿溶液或者是表面電化學(xué)、光電化學(xué)等腐蝕方法為例，對(duì)自支撐GaN襯底Ga面表面進(jìn)行腐蝕，目的在于去除受損晶格。經(jīng)過(guò)上述腐蝕后，由于化學(xué)腐蝕存在一定的各項(xiàng)異性，較之于干法刻蝕，劃痕形貌略有變化。經(jīng)AFM掃描得到的典型深度范圍是0.lnm-16.3nmnm，寬度范圍是 10nm_166nm。
[0046]附圖5所示是研磨并干法刻蝕后表面受損情況的測(cè)試結(jié)果，其中圖片(a)是SEM照片，表示劃痕情況，圖片(b)是陰極熒光(CL)譜，表示的是是僅存在位錯(cuò)露頭的黑點(diǎn)(不發(fā)光)，無(wú)劃痕對(duì)應(yīng)的損傷層，說(shuō)明損傷層已經(jīng)完全去除。附圖6所示是研磨并濕法腐蝕后表面受損情況的測(cè)試結(jié)果，其中圖片(a)是SEM照片，表示劃傷情況，圖片(b)是陰極熒光(CL)譜，表示的是是僅存在位錯(cuò)露頭的黑點(diǎn)(不發(fā)光)，無(wú)劃痕對(duì)應(yīng)的損傷層，說(shuō)明損傷層已經(jīng)完全去除。由于測(cè)試儀器的偏差，兩個(gè)測(cè)試選擇的位置并不完全一致。從圖中可以看出，CL譜的無(wú)任何劃痕線狀的黑色線條，說(shuō)明由研磨導(dǎo)致的晶格損傷已經(jīng)被大部分除去。而SEM照片上仍然可以看出未被去除的劃痕。
[0047]如果依照現(xiàn)有技術(shù)中的一般認(rèn)識(shí)，帶有劃痕的襯底是不能用于外延生長(zhǎng)的。而上述襯底用于外延生長(zhǎng)和經(jīng)拋光后無(wú)劃痕的襯底進(jìn)行外延生長(zhǎng)，所獲得的外延層質(zhì)量幾乎相同。附圖7所示是無(wú)劃痕襯底和本【具體實(shí)施方式】所述的有劃痕襯底采用HVPE工藝進(jìn)行外延生長(zhǎng)后的外延層表面AFM照片對(duì)比，其中(a)采用經(jīng)化學(xué)機(jī)械拋光后的無(wú)劃痕襯底，表面原子臺(tái)階寬度是330nn-2380nm，而(b)采用本【具體實(shí)施方式】所述的采用粒徑I微米金剛石顆粒研磨，并采用干法刻蝕去除晶格損傷層后的襯底，表面原子臺(tái)階寬度是230nm-1880nm，彼此并無(wú)明顯差別。
[0048]對(duì)于有劃痕襯底的表面形貌還可以進(jìn)一步通過(guò)光學(xué)顯微鏡和AFM的對(duì)比照片看出。圖8所示是本【具體實(shí)施方式】所用的采用粒徑I微米金剛石顆粒研磨，并采用干法刻蝕去除晶格損傷層后的襯底做外延生長(zhǎng)后，表面的光學(xué)顯微鏡照片和AFM照片的對(duì)比示意圖，其中(a)是光學(xué)顯微鏡照片，而(b)是AFM照片。由于外延層較薄，因此光學(xué)顯微鏡可以透過(guò)外延層拍攝到襯底表面的臺(tái)階，而AFM照片表現(xiàn)的則是表面平整度。從對(duì)比不難看出，襯底的劃痕已經(jīng)被完全修復(fù)。
[0049]更進(jìn)一步表示晶體質(zhì)量的測(cè)試結(jié)果可以通過(guò)XRD的測(cè)量看出。附圖9所示是XRD的測(cè)試結(jié)果，其中(a)、(b)是本【具體實(shí)施方式】所用的采用粒徑I微米金剛石顆粒研磨，并采用干法刻蝕去除晶格損傷層后的襯底做外延生長(zhǎng)后的X射線衍射的搖擺曲線，其中(a)圖為(0006)面的搖擺曲線，(b)圖為(10-12)面的搖擺曲線，其半高寬分別為43弧秒和40弧秒；(c)、(d)是正常拋光樣品進(jìn)一步外延生長(zhǎng)后的X射線衍射的搖擺曲線，其中(c)圖為
(0006)面的搖擺曲線，(d)圖為(10-12)面的搖擺曲線，其半高寬分別為40弧秒和43弧秒。由于搖擺曲線的半高寬反映了材料中缺陷密度的大小，從測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，兩者的晶體質(zhì)量無(wú)明顯差別。
[0050]由上述測(cè)試結(jié)果不難看出，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】所獲得的襯底采用更為快速的腐蝕工藝代替了化學(xué)機(jī)械拋光，只去除晶格損傷而不特別在意是否去除劃痕。實(shí)際上，由于腐蝕工藝的對(duì)表面的去除速度基本相同，因此劃痕得以保留。但是，測(cè)試結(jié)果表明，與現(xiàn)有技術(shù)中采用無(wú)劃痕襯底相比，所獲得的外延層質(zhì)量相同。因此，本發(fā)明摒棄了外延襯底一定要無(wú)劃痕的技術(shù)偏見(jiàn)，提供了有劃痕的襯底用于外延生長(zhǎng)，節(jié)省了化學(xué)機(jī)械拋光帶來(lái)的工藝成本。
[0051]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種III族氮化物襯底，用于外延生長(zhǎng)，其特征在于，所述襯底的III族元素面至少存在一個(gè)橫截面為V型的溝槽，所述溝槽的深度范圍是0.3nm-50nm，寬度范圍是10nm-500nmo2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物襯底，其特征在于，所述溝槽的深度范圍是0.1nm?8.0nm,且寬度范圍是1nm?344nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物襯底，其特征在于，所述溝槽的深度范圍是0.1nm?16.3nm，且寬度范圍是1nm?166nm。4.一種III族氮化物襯底，包括支撐襯底和外延層，所述支撐襯底和外延層均為III族氮化物材料，且所述支撐襯底與外延層貼合的表面是其III族氮化物面，其特征在于，所述支撐襯底的III族元素面至少存在一個(gè)橫截面為V型的溝槽，所述溝槽的深度范圍是0.3nm_50nm，寬度范圍是 10nm-500nm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的III族氮化物襯底，其特征在于，所述外延層填充至所述溝槽內(nèi)。6.一種III族氮化物襯底的制備方法，包括如下步驟: 提供一 III族氮化物襯底； 對(duì)所述III族氮化物襯底的III族元素面實(shí)施研磨，該研磨工藝會(huì)對(duì)表面的晶格形成損傷，并在其表面形成多個(gè)橫截面為V型的溝槽； 處理研磨后的III族元素面使其滿足外延生長(zhǎng)的要求； 其特征在于，處理研磨后的III族元素面的步驟是采用干法或濕法腐蝕的方法去除被損傷的晶格。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述研磨工藝采用金剛石顆粒作為磨料，磨料中研磨顆粒的粒徑范圍是I微米至6微米。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，所述研磨步驟對(duì)表面以下500nm?3000nm深度內(nèi)的晶格形成損傷。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，采用干法腐蝕的方法除去被損傷的晶格，實(shí)施完畢后表面至少存在一個(gè)橫截面為V型的溝槽，所述溝槽的深度范圍是0.1nm?8.0nm,且寬度范圍是1nm?344nm。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的III族氮化物襯底的制備方法，其特征在于，采用濕法腐蝕的方法除去被損傷的晶格，實(shí)施完畢后表面至少存在一個(gè)橫截面為V型的溝槽，所述的深度范圍是0.1nm?16.3nm，且寬度范圍是1nm?166nm。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種III族氮化物襯底以及制備方法。所提供的襯底的III族元素面至少存在一個(gè)橫截面為V型的溝槽，所述溝槽的深度范圍是0.3nm-50nm，寬度范圍是10nm-500nm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，只去除晶格損傷而不特別在意是否去除劃痕，測(cè)試結(jié)果表明，與現(xiàn)有技術(shù)中采用無(wú)劃痕襯底相比，所獲得的外延層質(zhì)量相同。因此，本發(fā)明摒棄了外延襯底一定要無(wú)劃痕的技術(shù)偏見(jiàn)，提供了有劃痕的襯底用于外延生長(zhǎng)，節(jié)省了化學(xué)機(jī)械拋光帶來(lái)的工藝成本。
【IPC分類】H01L29/20, H01L21/02, H01L29/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105097893
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510368025
【發(fā)明人】王明月, 王建峰, 徐科
【申請(qǐng)人】蘇州納維科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日