一種采用研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種采用研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，該化合物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底，襯底表面形成由研磨棒沿不同方向研磨形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)；化合物半導(dǎo)體薄膜層，化合物半導(dǎo)體薄膜層橫向生長在襯底表面的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上；GaN薄膜層，GaN薄膜層生長在化合物半導(dǎo)體薄膜層表面，進而使得橫向生長在該微凹凸結(jié)構(gòu)上的薄膜阻止底下缺陷向上傳遞，提高了半導(dǎo)體器件的性能和可靠性。
【專利說明】
一種采用研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種研磨棒及采用該研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]化合物半導(dǎo)體器件，尤其是以GaN、SiC為代表的第三代半導(dǎo)體器件，在電流電子領(lǐng)域和通信領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，對器件的性能和可靠性要求也非常高。
[0003]在化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)的生長過程中，由于化合物半導(dǎo)體材料可能需要生長在異質(zhì)襯底上，但是由于晶格適配問題，導(dǎo)致底下的缺陷會向上傳遞，從而影響半導(dǎo)體器件的性能，嚴重的造成器件失能、損壞。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)中由于在異質(zhì)襯底上生長化合物半導(dǎo)體薄膜時存在晶格適配問題，影響生成的器件性能和可靠性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實施例通過提供一種研磨棒及采用該研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于在異質(zhì)襯底上生長化合物半導(dǎo)體薄膜時存在晶格適配問題，影響生成的器件性能和可靠性。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供了一種研磨棒，包括棒體和鑲嵌于所述棒體表面的多個金剛石顆粒，所述金剛石顆粒均勻鑲嵌在所述棒體上或無序地鑲嵌在所述棒體上。
[0007]進一步地，所述金剛石顆粒直徑在0.0 Ium?0.5um之間。
[0008]另一方面，還提供了一種采用上述研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，包括:
[0009]襯底，所述襯底表面形成由所述研磨棒沿不同方向研磨形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)；
[0010]化合物半導(dǎo)體薄膜層，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層橫向生長在所述襯底表面的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上；
[0011 ] GaN薄膜層，所述GaN薄膜層生長在所述化合物半導(dǎo)體薄膜層表面。
[0012]進一步地，所述襯底具體為Si襯底、GaAs襯底、SiC襯底、GaN襯底、藍寶石襯底中的任意一種。
[0013]進一步地，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層具體為AlxGa1-xN薄膜、或AlGaAs薄膜、或InGaAs 薄膜，CXxS I。
[0014]本實用新型實施例還提供了一種采用上述的研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，包括:
[0015]襯底；
[0016]化合物半導(dǎo)體薄膜層，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層生長在所述襯底表面，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層表面形成由所述研磨棒沿不同方向研磨形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)；
[0017]GaN薄膜層，所述GaN薄膜層橫向生長在所述化合物半導(dǎo)體薄膜層表面的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上。
[0018]進一步地，所述襯底具體為Si襯底、GaAs襯底、SiC襯底、GaN襯底、sapphire襯底中的任意一種。
[0019]進一步地，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層具體為AlxGa1-xN薄膜、或AlGaAs薄膜、或InGaAs 薄膜，CXxS I。
[0020]采用本實用新型中的一個或者多個技術(shù)方案，具有如下有益效果:
[0021]由于在該化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)中將襯底表面采用研磨棒沿不同方向研磨形成微凹凸圖形結(jié)構(gòu)，然后，在該襯底表面的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上橫向生長化合物半導(dǎo)體薄膜層，最后，在該化合物半導(dǎo)體上生長GaN薄膜層，從而能夠解決異質(zhì)襯底上生長薄膜時存在晶格適配問題，從而影響生成的器件性能和可靠性，進而使得橫向生長在該微凹凸結(jié)構(gòu)上的薄膜阻止底下缺陷向上傳遞，提高了半導(dǎo)體器件的性能。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型實施例中研磨棒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例一中化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0024]圖3為本實用新型實施例一中在襯底上形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本實用新型實施例二中化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]本實用新型實施例通過提供一種研磨棒及采用該研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于在異質(zhì)襯底上生長薄膜時存在晶格適配問題，影響生成的器件性能和可靠性。
[0027]為了解決上述技術(shù)問題，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細的說明。
[0028]本實用新型實施例提供一種研磨棒，如圖1所示，該研磨棒包括棒體10和鑲嵌于棒體1表面的多個金剛石顆粒1I，具體地，該多個金剛石顆粒1I可以均勻鑲嵌在該棒體1上，當然，也可以是無序地鑲嵌在該棒體10上，該金剛石顆粒1I的直徑在0.0 Ium?0.5um之間。
[0029]該研磨棒用于在化合物半導(dǎo)體研磨結(jié)構(gòu)的制作過程進行研磨。具體的，實施例一中，一種采用該研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，如圖2所示，具體包括:襯底201、化合物半導(dǎo)體薄膜層202以及GaN薄膜層203，該襯底201表面形成由該研磨棒沿不同方向研磨形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)，化合物半導(dǎo)體薄膜層202橫向生長在該襯底201表面的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上，GaN薄膜層203生長在該化合物半導(dǎo)體薄膜層202表面。
[0030]在具體的實施方式中，如圖3所示，由該微凹凸圖形結(jié)構(gòu)具體可以是通過采用研磨棒在該襯底201表面先橫向研磨，再垂直縱向研磨，從而形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)。當然，還可以是通過采用研磨棒在該襯底201表面橫向研磨，再與該橫向研磨方向呈一定傾斜的方向進行研磨，在本實用新型實施例中就不再詳細贅述了。
[0031]在采用研磨棒進行研磨時，通過調(diào)節(jié)金剛石顆粒大小、研磨壓力、研磨角度等參數(shù)使得表面的粗糙度不同，顆粒越大，表面縫隙越大，壓力越大，深度越大;研磨角度在O?90°之間，通過研磨角度，也可以改變表面圖形。而且，在研磨的時候可以放在純水中或者研磨液中進行，通過研磨棒沿不同的方向研磨，能夠形成不同的圖形。
[0032]具體的，該襯底201可以采用Si襯底、GaAs襯底、SiC襯底、GaN襯底、sapphire襯底中的任意一種。在本實用新型實施例中就不再詳細贅述了。
[0033]在采用研磨棒研磨襯底201時，根據(jù)襯底材料的特性，主要是硬度，來選擇磨料的材質(zhì)以及材質(zhì)組合。SiC襯底的莫式硬度約為9.5，因此，在加工SiC襯底時，選擇該金剛石顆粒直徑在0.0 Ium?0.5um之間。
[0034]該化合物半導(dǎo)體薄膜層具體為AlxGa1-xN薄膜層、或AlGaAs薄膜層、或InGaAs薄膜層，0<X<1。在本實用新型實施例中也不再詳細贅述了。
[0035]基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本實用新型實施例還提供了一種采用上述研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，如圖4所示，包括襯底401、化合物半導(dǎo)體薄膜層402、以及GaN薄膜層403，具體的，該化合物半導(dǎo)體薄膜層402生長在該襯底401表面，該化合物半導(dǎo)體薄膜層402表面形成由研磨棒沿不同方向研磨形成的微凹凸圖像結(jié)構(gòu)，該GaN薄膜層403橫向生長在該化合物半導(dǎo)體薄膜層402上。
[0036]同樣，該微凹凸結(jié)構(gòu)也可以是采用研磨棒在該化合物半導(dǎo)體薄膜層402上先橫向研磨，再縱向研磨，從而形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)?；蛘呤窃谠摶衔锇雽?dǎo)體薄膜層402上通過兩種方向的交叉研磨，形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)，在本實用新型實施例中就不再詳細贅述了。
[0037]該襯底401具體可以采用Si襯底、GaAs襯底、SiC襯底、GaN襯底、sapphire襯底中的任意一種。該化合物半導(dǎo)體薄膜層具體為AlxGa1-xN薄層、或AlGaAs薄膜層、或InGaAs薄膜層，CXxS10
[0038]在該化合物半導(dǎo)體薄膜層402采用AlxGa1-xN薄膜層時，由于該AlxGa1-xN薄膜的硬度比SiC小，也可以選擇金剛石作為磨料，因此采用研磨棒，金剛石顆粒直徑在0.0 lum~0.5um，通過調(diào)整研磨的方向、壓力達到表面粗糙度不同。
[0039]由于采用微凹凸圖形結(jié)構(gòu)，以及在該微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上橫向生長化合物半導(dǎo)體薄膜層或者橫向生長GaN薄膜層，能夠有效阻止底下缺陷向上傳遞，從而提高半導(dǎo)體器件的性能和可靠性。
[0040]盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。
[0041]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種采用研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 襯底，所述襯底表面形成由研磨棒沿不同方向研磨形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)； 化合物半導(dǎo)體薄膜層，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層橫向生長在所述襯底表面的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上； GaN薄膜層，所述GaN薄膜層生長在所述化合物半導(dǎo)體薄膜層表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底具體為Si襯底、GaAs襯底、SiC襯底、GaN襯底、藍寶石襯底中的任意一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層具體為AI xGa 1-xN薄膜、或A IGaAs薄膜、或I nGaAs薄膜，(X x < I。4.一種采用研磨棒制作的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 襯底； 化合物半導(dǎo)體薄膜層，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層生長在所述襯底表面，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層表面形成由研磨棒沿不同方向研磨形成的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)； GaN薄膜層，所述GaN薄膜層橫向生長在所述化合物半導(dǎo)體薄膜層表面的微凹凸圖形結(jié)構(gòu)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底具體為Si襯底、GaAs襯底、SiC襯底、GaN襯底、sapphire襯底中的任意一種。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的化合物半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述化合物半導(dǎo)體薄膜層具體為AI xGa 1-xN薄膜、或A IGaAs薄膜、或I nGaAs薄膜，(X x < I。
【文檔編號】B24B37/11GK205660524SQ201620294355
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】唐冬林, 李春江
【申請人】成都海威華芯科技有限公司