[发明专利]一种含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底

权利要求书

1.一种含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底，其特征在于，该复合衬底包括蓝宝石衬底以及沉积于所述蓝宝石衬底上的AlN三明治结构，所述AlN三明治结构包括沉积于所述蓝宝石衬底上的第一Al₂O₃层、沉积于所述第一Al₂O₃层上的AlN层以及沉积于所述AlN层上的第二Al₂O₃层，且所述的AlN三明治结构的制备方法为蒸发、溅射、原子层沉积中的一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述的含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底，其特征在于，所述蓝宝石衬底为蓝宝石平面衬底或蓝宝石图形衬底。

3.根据权利要求1所述的含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底，其特征在于，所述第一Al₂O₃层的厚度为h1，0＜h1＜100nm。

4.根据权利要求1所述的含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底，其特征在于，所述AlN层的厚度为h2，0＜h2＜50nm。

5.根据权利要求1所述的含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底，其特征在于，所述第二Al₂O₃层的厚度为h3，0＜h3＜100nm。

6.根据权利要求1所述的含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底，其特征在于，所述的蓝宝石复合衬底通过以下的步骤制成：

(1)首先在蓝宝石图形衬底上采用原子层沉积方法制备第一Al₂O₃层，厚度为40-60nm，具体生长参数为：反应室温度100-300℃，以Ar为载气，以三甲基铝和水为反应源，待生长完成后，将具有Al₂O₃缓冲层的蓝宝石衬底在N₂气氛下退火，退火温度为350-500℃，时间为5-12min；

(2)在完成步骤(1)并具有第一Al₂O₃层的蓝宝石图形衬底上，采用溅射方法制备AlN层，厚度为25-35nm，具体参数为：金属Al为靶材，N₂和Ar分别为反应气体和工作气体，溅射功率1-3KW，溅射压力1-8mTorr；

(3)在完成步骤(2)并具有第一Al₂O₃层和AlN层的蓝宝石衬底上采用原子层沉积方法制备第二Al₂O₃层，厚度为30-80nm，具体生长参数为：反应室温度150-350℃，以Ar为载气，以三甲基铝和水为反应源，待生长完成后，将具有AlN三明治结构的蓝宝石衬底在N₂气氛下退火，退火温度为400-600℃，时间为4-15min；

(4)完成步骤(3)并经过清洗处理，即得到含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底。

7.根据权利要求6所述的含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底，其特征在于，所述的蓝宝石复合衬底优选通过以下的步骤制成：

(1)首先在蓝宝石图形衬底上采用原子层沉积方法制备第一Al₂O₃层，厚度为50nm，具体生长参数为：反应室温度200℃，以Ar为载气，以三甲基铝和水为反应源，待生长完成后，将具有Al₂O₃缓冲层的蓝宝石衬底在N₂气氛下退火，退火温度为400℃，时间为10min。

(2)在完成步骤(1)并具有第一Al₂O₃层的蓝宝石图形衬底上，采用溅射方法制备AlN层，厚度为30nm，具体参数为：金属Al为靶材，N₂和Ar分别为反应气体和工作气体，溅射功率1.5KW，溅射压力5mTorr；

(3)在完成步骤(2)并具有第一Al₂O₃层和AlN层的蓝宝石衬底上采用原子层沉积方法制备第二Al₂O₃层，厚度为60nm，具体生长参数为：反应室温度200℃，以Ar为载气，以三甲基铝和水为反应源，待生长完成后，将具有AlN三明治结构的蓝宝石衬底在N₂气氛下退火，退火温度为450℃，时间为5min；

(4)完成步骤(3)并经过清洗处理，即得到含有AlN三明治结构的蓝宝石复合衬底。