[实用新型]内嵌金属基氮化物材料外延衬底

说明书

本实用新型涉及第三代半导体材料制备技术领域，尤指一种内嵌金属基氮化物材料外延衬底，包括衬底，衬底制有若干个凹坑，每个凹坑内依次生长有第一金属介质层、第二金属介质层和第三金属介质层，第三金属介质层在凹坑内生长至覆盖衬底。本实用新型解决第三代氮化物材料及器件散热差的问题，使氮化物材料及器件在工作过程中始终处于较低的结温状态，提高其可靠性及性能。

技术领域

本实用新型涉及第三代半导体材料制备技术领域，尤指一种内嵌金属基氮化物材料外延衬底。

背景技术

目前第三代半导体材料材料基本在常规衬底上生长，例如硅、蓝宝石、碳化硅，氮化铝，氮化镓衬等衬底。常规的传统衬底主要缺点为热导率比较差，在高功率大电流领域应用中，器件的结温比较高导致性能恶化，给可靠性带来了不良的影响。由于散热问题，第三代半导体材料与器件的性能远达不到理论值。为了实现较好的器件性能及较高的可靠性，金刚石材料是自然界中导热率最高的材料，尤其是多晶金刚石，其热导率已达2000W/m·K，但其大尺寸单晶衬底不好制备。目前多晶金刚石通常采用键合方式将GaN单晶材料与多晶金刚石膜层强行绑定在一块，但键合工艺条件下其散热特性与GaN单晶材料的晶体质量都受到一定的影响；其次，其晶格与氮化物有较大的差异，不利于氮化物外延，没有办法用于材料生长与器件制备。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种内嵌金属基氮化物材料外延衬底，解决第三代氮化物材料及器件散热差的问题，使氮化物材料及器件在工作过程中始终处于较低的结温状态，提高其可靠性及性能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种内嵌金属基氮化物材料外延衬底，包括衬底，所述衬底制有若干个凹坑，每个所述凹坑内依次生长有第一金属介质层、第二金属介质层和第三金属介质层，所述第三金属介质层在所述凹坑内生长至覆盖所述衬底。

作为一种优选方案，所述第一金属介质层为沉积铜层，所述沉积铜层的厚度为0.01μm-3μm。

作为一种优选方案，所述第二金属介质层为化学镀铜层，所述化学镀铜层的厚度为3μm-30μm。

作为一种优选方案，所述第三金属介质层为电镀铜层，所述电镀铜层的厚度为50μm-1000μm。

作为一种优选方案，所述衬底的厚度为3.41μm-34.1μm。

作为一种优选方案，所述衬底为硅、蓝宝石、碳化硅、氮化铝或者氮化镓中的一种。

作为一种优选方案，所述凹坑的深度为3.4μm-34μm。

作为一种优选方案，所述凹坑呈矩阵排列。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型制备高散热外延所用衬底利用高导热比金属材料与传统氮化物外延衬底结合，其中，金属材料起到导热支撑的作用，能解决第三代氮化物材料及器件散热差的问题，使氮化物材料及器件在工作过程中始终处于较低的结温状态，提高其可靠性及性能。

附图说明

图1是本实用新型的内嵌金属基氮化物材料外延衬底的结构示意图。

附图标号说明：1-衬底；2-凹坑；3-第一金属介质层；4-第二金属介质层；5-第三金属介质层。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。