干法刻蚀图形蓝宝石衬底提高GaN外延层的晶体质量

摘要

利用干法刻蚀(感应耦合等离子刻蚀,ICP)对蓝宝石衬底进行了干法刻蚀,研究了特定图形蓝宝石衬底对生长GaN外延层晶体质量的影响。原子力显微镜观察表明无掩膜直接ICP刻蚀后的蓝宝石衬底的表面更加平坦(RMS从0.170nm降低到0.126nm)。以光刻胶为掩膜,ICP刻蚀蓝宝石形成了特定图形衬底,利用光学显微镜和原子力显微镜观察了图形形貌。在不同蓝宝石衬底上生长了GaN外延层,利用原子力显微镜观察了GaN的表面形貌。研究发现相对于没有刻蚀的蓝宝石,利用ICP干法刻蚀处理后的蓝宝石或其上形成特定的图形阵列后,将有助于提高MOCVD生长的GaN外延层的晶体质量。在注入电流为20mA的情况下,图形衬底上生长制作的LED结构光输出功率提高了17﹪。