[发明专利]一种复合衬底、其制备方法及半导体器件

说明书

本发明提供一种复合衬底、制备方法及半导体器件，所述复合衬底包括：基底，所述基底上表面靠近中间位置形成一凹槽；SiO₂层，所述SiO₂层形成于所述基底上表面且覆盖所述凹糟；其中，覆盖所述凹槽的SiO₂层设有周期性排列的通孔；多个纳米柱，所述多个纳米柱同步形成于所述凹槽和所述SiO₂层的通孔；其中，所述纳米柱的宽度小于所述SiO₂层的孔径。本发明制备的复合衬底在凹槽内填充与SiO₂层以及衬底的折射率具有差异的空气层，且形成的纳米柱侧壁与SiO₂层通孔侧壁形成隔离带，从而提高出光效率、制得质量优良的复合衬底。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体为一种复合衬底、制备方法及半导体器件。

背景技术

深紫外LED作为典型的第三代宽禁带半导体产物，其具有体积小、寿命长、无毒等优点，能够有效地杀灭细菌，对炭疽孢子，大肠杆菌，流感，疟疾等病毒具有高速高效灭杀的功能，被广泛用于表面、空气、水杀菌等。而AlGaN作为深紫外LED的核心材料，其禁带宽度随着Al组分由0到1变化在3.4eV到6.2eV之间连续可调，相应波段覆盖了200--365nm，涵盖了大部分紫外波段，是制备紫外发光LED的理想材料。

现有技术中，对于深紫外LED的生产通常是在蓝宝石衬底上生长出AlN单晶来实现。一般采用直接的干法刻蚀或湿法刻蚀的纳米压印技术制作图形化纳米柱，但直接刻蚀方法又带来如下问题：

1. 容易引起AlN层出现暗裂，导致材料缺陷，对后续外延层及器件的质量及性能带来不利影响；

2. 容易导致Cl、Br等杂质离子的残留，造成污染；

3. 直接刻蚀的方法导致AlN纳米柱排列周期性差，大小不均。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种复合衬底，所述复合衬底包括

基底，所述基底上表面靠近中间位置形成一凹槽，凹槽形成的深度小于基底的厚度；

SiO₂层，所述SiO₂层为多孔结构，其形成于所述基底上表面且覆盖所述凹糟；其中，覆盖所述凹槽的SiO₂层设有周期性排列的通孔；

多个纳米柱，所述多个纳米柱子同步形成于所述凹槽和所述SiO₂层的通孔；其中，所述纳米柱的宽度小于所述SiO₂层的孔径。

优选地，所述纳米柱上表面高于所述SiO₂层的上表面。

优选地，所述凹槽的深度为0.5μm-10μm；所述凹槽的宽度为1mm-5mm。

优选地，所述SiO₂层的厚度为5nm-100nm；所述通孔的直径为50~1000nm，深度为5~100nm，所述通孔间距为100nm ~1000nm。

优选地，所述纳米柱侧壁与所述SiO₂层的通孔侧壁不接触以形成空气隔离带。

优选地，所述纳米柱为单层的III族氮化物纳米层或交替形成的III族氮化物纳米层；所述III族氮化物选自AlGaN、GaN或AlN中的一种或多种。

优选地，所述多个纳米柱在所述凹槽底部形成梯形形状，所述梯形的高度与所述凹槽的高度相等。

基于同样的发明构思，本发明另提供一种复合衬底制备方法，包括：

提供一基底，在所述基底上表面靠近中间位置刻蚀一凹槽；