【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氮化物半導體器件，尤其涉及一種高質量aln薄膜材料及其制備方法
技術介紹
1、aln單晶材料禁帶寬度大(6?.2ev)、且為直接帶隙能帶結構，因此非常適合應用于深紫外光電子器件，例如發光二極管、激光器、探測器等等。同時，aln單晶材料還具有擊穿電壓高、介電常數小等優異特性，使得其在功率電子器件領域具有重要應用價值。uvc?led的生長需要高質量的aln外延層作為基礎，這對于提高發光效率，降低非輻射復合有著重要的作用。
2、一些現有技術通過在外延生長aln外延層時，通過調整工藝條件形成孔洞形成層以及孔洞閉合層的方式在aln外延層中引入孔洞結構，起到降低位錯密度同時抑制裂紋延伸的作用，來提供高質量的aln外延層。
3、然而一般的現有技術普遍開孔位置在襯底與aln界面處，或者在aln與襯底較近的距離，如500?nm以內形成的孔洞，且通常是不規則的，這樣導致孔洞結構在合并時晶界對準困難，合并時容易產生新的位錯。
4、具體的，關于孔洞形狀，本專利技術的專利技術人發現如果采用合適的aln開孔條件，使得aln孔洞呈規則且統一的六角或其他形狀，這樣aln在合并時可以有效降低位錯密度，從而實現更高質量的aln材料；而關于開孔位置，專利技術人發現當aln層中的孔洞結構的開孔時厚度較薄時，比如在100-200?nm范圍內，會因為初始的aln位錯密度較高導致開孔密度偏高，孔合并時產生的張應力較大容易導致邊緣裂紋偏長，如果aln開孔時厚度偏厚，比如超過0.8-1um，則會因為開孔密度下降，從而導致合并時利
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種高質量aln薄膜材料及其制備方法。為實現前述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案包括：
2、第一方面，本專利技術提供一種aln外延結構，其包括沿指定方向依次層疊設置的aln基礎層、aln形成層和aln合并層；
3、所述aln基礎層為密實層，具有600-750nm的厚度；所述aln形成層和aln合并層中內嵌有多個孔洞結構，沿所述指定方向，任一所述孔洞結構開口于所述aln形成層中，閉合于所述aln合并層中；
4、并且若從所述aln形成層和aln合并層的界面觀察，具有選定截面形狀的孔洞在所有所述孔洞結構中的占比在50%以上。
5、第二方面，本專利技術還提供一種aln外延結構的制備方法，其包括：
6、外延生長密實的aln基礎層，且控制所述aln基礎層的生長厚度為600-750nm；
7、在第一工藝條件下形成aln形成層，以使所述aln形成層形成多個開口孔洞；所述aln形成層表面的具有選定開口橫截面形狀的開口在所有開口孔洞中的占比在50%以上；
8、在第二工藝下生長aln合并層，使得所述開口孔洞隨所述aln合并層的逐漸增厚而逐漸閉合，形成閉合的孔洞結構。
9、第三方面，本專利技術還提供一種半導體器件，包括上述aln外延結構以及基于所述aln外延結構構建的功能結構。
10、基于上述技術方案，與現有技術相比，本專利技術的有益效果至少包括：
11、本專利技術所提供的技術方案通過適當的aln基礎層厚度控制減少不規則孔洞形成的機會，并調整孔洞結構的生成密度，以及通過aln形成層生長條件的控制引導孔洞結構趨向于統一的截面形狀，從而阻止孔洞結構形成不規則不統一的截面形狀，避免孔洞結構合并時對準困難，減少新增位錯的產生，顯著提升了aln外延層的品質。
12、上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠使本領域技術人員能夠更清楚地了解本申請的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本專利技術的較佳實施例并配合詳細附圖說明如后。
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1.一種AlN外延結構，其特征在于，包括沿指定方向依次層疊設置的AlN基礎層、AlN形成層和AlN合并層；
2.根據權利要求1所述的AlN外延結構，其特征在于，在所述AlN合并層中所述孔洞結構的孔密度為1×109-2×1011?/cm2。
3.根據權利要求1所述的AlN外延結構，其特征在于，所述選定截面形狀為六邊形結構。
4.根據權利要求2所述的AlN外延結構，其特征在于，所述孔洞結構包括連續的第一部分和第二部分，沿所述指定方向，所述第一部分的橫截面積具有逐漸增大的趨勢，所述第二部分的橫截面積具有逐漸減小的趨勢；
5.根據權利要求4所述的AlN外延結構，其特征在于，沿所述指定方向，所述孔洞結構在所述第二部分的末端完全閉合；
6.根據權利要求4所述的AlN外延結構，其特征在于，以所述指定方向作為高度方向，所述第三部分的高度大于所述第二部分的高度。
7.根據權利要求6所述的AlN外延結構，其特征在于，還包括襯底以及AlN底層，所述AlN底層形成于所述襯底的表面，所述AlN基礎層形成于所述AlN底層的表面。
...【技術特征摘要】
1.一種aln外延結構，其特征在于，包括沿指定方向依次層疊設置的aln基礎層、aln形成層和aln合并層；
2.根據權利要求1所述的aln外延結構，其特征在于，在所述aln合并層中所述孔洞結構的孔密度為1×109-2×1011?/cm2。
3.根據權利要求1所述的aln外延結構，其特征在于，所述選定截面形狀為六邊形結構。
4.根據權利要求2所述的aln外延結構，其特征在于，所述孔洞結構包括連續的第一部分和第二部分，沿所述指定方向，所述第一部分的橫截面積具有逐漸增大的趨勢，所述第二部分的橫截面積具有逐漸減小的趨勢；
5.根據權利要求4所述的aln外延結構，其特征在于，沿所述指定方向，所述孔洞結構在所述第二部分的末端完全閉合；
6.根據權利要求4所述的aln外延結構，其特征在于，以所述指定方向作為高度方向，所述第三部分的高度大于所述第二部分的高度。
7.根據權利要求6所述的aln外延結構，其特征在于，還包括襯底以及aln底層，所述aln底層形成于所述襯底的表面，所述aln基礎層形成于所述aln底層的表面。
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫秀建，黃應南，孫錢，魏永強，許奇明，沈雁偉，
申請(專利權)人：蘇州立琻半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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