CN115295401A - 氮化铝单晶复合衬底及其制备方法、紫外发光器件 - Google Patents
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Abstract
一种氮化铝单晶复合衬底及其制备方法、紫外发光器件，属于半导体材料领域。制备方法包括：对单侧表面形成有氮化铝薄膜的衬底在炉腔内于退火气氛下进行高温退火，以使氮化铝重结晶，获得氮化铝单晶复合衬底；其中，氮化铝薄膜的表面暴露于退火气氛中，炉腔内放置有与衬底间隔布置的至少一个氮化铝陶瓷件，高温退火能够使氮化铝陶瓷件于氮化铝重结晶之前进行分解以在炉腔内创造富铝气氛。利用上述制备方法的改进，可获得高结晶质量且表面无划损的氮化铝单晶复合衬底，使其应用于紫外发光器件中时能够提高紫外发光器件的性能。
Description
技术领域
本申请涉及半导体材料领域，具体而言，涉及一种氮化铝单晶复合衬底及其制备方法、紫外发光器件。
背景技术
深紫外发光二极管在杀菌领域的应用正在引起人们的广泛关注，其所具有的体积小、单色性高、无汞安全等优点使其逐步应用于生命科学、医疗健康领域。而众所周知，实现高性能深紫外发光二极管的前提条件是拥有高结晶质量的氮化铝单晶复合衬底。
目前，单晶氮化铝的制备难度依然巨大，其成本与良品率依然不能满足大规模产业化的需求。尽管目前高温面对面退火技术能够实现高质量的蓝宝石上氮化铝单晶复合衬底，但目前基于的面对面退火技术所制备的氮化铝单晶复合衬底却因为表面相互接触从而引入划痕，从而极大的影响良率，寻找到一种制备高结晶质量且表面无划损的氮化铝单晶复合衬底方法，将对紫外半导体光电子器件领域具有重大意义。
发明内容
本申请提供了一种氮化铝单晶复合衬底及其制备方法、紫外发光器件，其利用氮化铝单晶复合衬底的制备方法的改进，可获得高结晶质量且表面无划损的氮化铝单晶复合衬底，使其应用于紫外发光器件中时能够提高紫外发光器件的性能。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种氮化铝单晶复合衬底的制备方法，其包括：对单侧表面形成有氮化铝薄膜的衬底在炉腔内于退火气氛下进行高温退火，以使氮化铝重结晶，获得氮化铝单晶复合衬底；其中，氮化铝薄膜的表面暴露于退火气氛中，炉腔内放置有与衬底间隔布置的至少一个氮化铝陶瓷件，高温退火能够使氮化铝陶瓷件于氮化铝重结晶之前进行分解以在炉腔内创造富铝气氛。
本申请提供的氮化铝单晶复合衬底的制备方法，利用高温退火诱发氮化铝的重结晶以获得氮化铝单晶复合衬底，其中在高温退火过程中通过在炉腔内放置有与衬底间隔布置的至少一个氮化铝陶瓷件，一方面使氮化铝陶瓷件在氮化铝薄膜重结晶前分解释放铝蒸汽，从而压制氮化铝薄膜重结晶过程中的表面分解，提高氮化铝单晶的结晶质量，另一方面也避免氮化铝陶瓷件和衬底及氮化铝薄膜接触，避免发生机械损伤或划痕，并且该退火过程中氮化铝薄膜的表面暴露于退火气氛中，也即是氮化铝薄膜的表面未覆盖任何物体，因此不会造成其表面的损伤，从而获得表面无磨损且高结晶质量的氮化铝单晶复合衬底。该方案操作简单，尤为适于大规模产业化生产。
在一些可选地实施例中，氮化铝陶瓷件的数量为多个，多个氮化铝陶瓷件沿衬底的周向间隔布置。
在一些可选地实施例中，氮化铝陶瓷件的数量为多个，多个氮化铝陶瓷件沿衬底的中心对称布置。
在一些可选地实施例中，高温退火的压强为0.5-5MPa，高温退火的温度为1200-1700℃，高温退火的时间为30-400min。
在一些可选地实施例中，制备方法还包括在高温退火完成后，保持炉腔内的退火气氛及压强不变的前提下随炉冷却，取出冷却后的氮化铝单晶复合衬底，对氮化铝单晶复合衬底依次进行表面刻蚀以及化学清洗。
在一些可选地实施例中，表面刻蚀包括：将氮化铝单晶复合衬底浸渍于质量浓度为0.1-50％的强碱水溶液中进行刻蚀，其中刻蚀的时间为5-200min，刻蚀的温度为5-60℃。
在一些可选地实施例中，化学清洗包括：采用由丙酮与酒精混合所得的清洗液对氮化铝单晶复合衬底进行超声清洗。
在一些可选地实施例中，氮化铝薄膜的厚度为50nm-10μm。
在第二方面，本申请示例提供了一种氮化铝单晶复合衬底，其由本申请第一方面提供的制备方法制得。
本申请提供的氮化铝单晶复合衬底，利用其制备方法的改进，可使获得的氮化铝单晶复合衬底中，不仅氮化铝单晶薄膜的表面无磨损，而且氮化铝单晶薄膜的结晶质量高。
在第三方面，本申请示例提供了一种紫外发光器件，其包括上述实施例提供的氮化铝单晶复合衬底。
本申请提供的紫外发光器件中，利用高结晶质量且表面无划损的氮化铝单晶复合衬底的应用，以提高紫外发光器件的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请本发明的压制高温退火过程中AlN表面分解的方法过程的示意图；
图2为本申请提供的氮化铝复合衬底、氮化铝陶瓷件在炉腔内的设置示意图；
图3为一些实施例提供的氮化铝复合衬底、氮化铝陶瓷件的设置示意图；
图4为本申请实施例提供的氮化铝复合衬底、氮化铝陶瓷件的设置示意图；
图5为实施例1以及对比例1制得的单晶氮化铝复合衬底中单晶氮化铝薄膜表面的对比照片；
图6为对比例2制得的单晶氮化铝复合衬底中单晶氮化铝薄膜表面照片；
图7为实施例1以及对比例2制得的单晶氮化铝复合衬底对应的UVC-LED的发光性能对比图。
图标：10-氮化铝复合衬底；11-衬底；12-氮化铝薄膜；20-氮化铝单晶复合衬底；22-氮化铝单晶薄膜；30-炉腔；40-氮化铝陶瓷件。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本申请实施例的氮化铝单晶复合衬底及其制备方法、紫外发光器件进行具体说明：
如图1以及图2所示，本申请示例提供了一种氮化铝单晶复合衬底20的制备方法，其包括：对表面形成有氮化铝薄膜12的衬底11在炉腔30内于退火气氛下进行高温退火，以使氮化铝重结晶，获得如图2所示的氮化铝单晶复合衬底20；其中，如图1以及图3、图4所示，氮化铝薄膜12的表面暴露于退火气氛中，炉腔30内放置有与衬底11间隔布置的至少一个氮化铝陶瓷件40，高温退火能够使氮化铝陶瓷件40于氮化铝重结晶之前进行分解以在炉腔30内创造富铝气氛。
衬底11用于支撑氮化铝薄膜12，由于后续需要进行高温退火，因此衬底11的材质为耐高温材质，包括但不局限于蓝宝石、氮化硅或金刚石等，其中衬底11为用于氮化铝薄膜12生长的任意晶向和/或任意斜切角的衬底11，此处无特殊要求。
炉腔30是指可实现退火温度的管式退火炉或箱式退火炉等的炉腔30。
氮化铝薄膜12的表面是指氮化铝薄膜12背离衬底11的一面，氮化铝薄膜12的表面暴露于退火气氛中是指：氮化铝薄膜12的表面无任何遮挡物，其表面直接暴露在炉腔30内与退火气氛接触。
退火气氛包括但不局限于氮气气氛，还可以为氮气和其他气体，例如氢气等的混合气体，其中，氮气的质量纯度范围为50％-99.99999％。
氮化铝陶瓷件40与衬底11间隔布置是指：氮化铝陶瓷件40与衬底11之间无接触，可以理解的是，此时氮化铝陶瓷件40与形成于衬底11表面的氮化铝薄膜12也无接触。
氮化铝陶瓷件40是指具有几何形状的氮化铝陶瓷，其包括但不局限于氮化铝陶瓷块，也可以为氮化铝陶瓷片，还可以为氮化铝陶瓷颗粒，其尺寸以及形状均可根据实际的需求选择，在此不做限定。
本申请提供的氮化铝单晶复合衬底20的制备方法，利用高温退火诱发氮化铝的重结晶以获得氮化铝单晶复合衬底20，其中在高温退火过程中通过在炉腔30内放置有与衬底11间隔布置的至少一个氮化铝陶瓷件40，一方面使氮化铝陶瓷件40在氮化铝薄膜12重结晶前分解释放铝蒸汽，从而压制氮化铝薄膜12重结晶过程中的表面分解，提高氮化铝单晶的结晶质量，另一方面也避免氮化铝陶瓷件40和衬底11及氮化铝薄膜12接触，避免发生机械损伤或划痕，并且该退火过程中氮化铝薄膜12的表面暴露于退火气氛中，也即是氮化铝薄膜12的表面未覆盖任何物体，因此不会造成其表面的损伤，从而获得表面无磨损且高结晶质量的氮化铝单晶复合衬底20。
其中，表面形成有氮化铝薄膜12的衬底11的制备方式包括：利用物理气相沉积或者化学气相沉积在衬底11表面形成氮化铝薄膜12。物理气相沉积包括但不局限于反应溅射沉积、溅射沉积、分子束外延沉积、物理气相传输法、脉冲激光沉积、原子层沉积等方法；化学气相沉积方法包括但不局限于金属有机物气相外延、化学气相外延、氢化物气相外延等方法，本领域技术人员可根据实际的需求进行选择。
需要说明的是，利用物理气相沉积或者化学气相沉积在衬底11表面形成氮化铝薄膜12之前，为了避免衬底11发生污染或者表面有损伤而“传递”至氮化铝薄膜12中，衬底11的表面是抛光的，并且经历去污处理。其中的抛光面可以是单面抛光，也可以是双面抛光。抛光可以采用化学抛光，或机械抛光二者的结合，去污处理则可以通过使用有机溶剂进行清洗而实现。
在一些可选地实施例中，氮化铝薄膜12的厚度为50nm-10μm。该厚度范围内，获得的氮化铝单晶复合衬底20使用范围广。
示例性地，氮化铝薄膜12的厚度为50nm、100nm、500nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm中的任一值或介于任意两个值之间。
氮化铝陶瓷件40的数量为至少一个，例如氮化铝陶瓷件40的数量为一个、两个、三个、五个等等。
当氮化铝陶瓷件40数量为一个时，氮化铝陶瓷件40可以为块状或片状，放置于衬底11的任一一侧，也可以呈环状，从而使其能够围设于衬底11的周向，使其能够均匀的分解释放铝蒸汽，提高氮化铝单晶的结晶质量。
当氮化铝陶瓷件40数量为多个时，多个氮化铝陶瓷件40可以设置于衬底11的任一一侧，也可以设置于衬底11相对或相邻的两侧，或者设置于衬底11的周向。
本申请中多个是指两个及以上，例如两个、三个、四个或六个等等。
如图1以及图3所示，在一些可选地实施例中，氮化铝陶瓷件40的数量为多个，多个氮化铝陶瓷件40沿衬底11的中心对称布置。
利用多个氮化铝陶瓷件40沿衬底11的中心对称布置的设置方式，可使氮化铝陶瓷件40在衬底11的周向分解释放铝蒸汽，有利于铝蒸汽的均匀覆盖并压制氮化铝薄膜12在重结晶过程中的表面分解，提高氮化铝单晶的结晶质量。
例如，当在管式炉内进行高温退火时，多个氮化铝陶瓷件40分别沿管式炉的轴线方向间隔布置，且多个氮化铝陶瓷件40沿衬底11的中心对称布置。
如图4所示，在一些可选地实施例中，氮化铝陶瓷件40的数量为多个，多个氮化铝陶瓷件40沿衬底11的周向间隔布置。
利用多个氮化铝陶瓷件40沿衬底11的周向间隔布置的设置方式，可使氮化铝陶瓷件40在衬底11的周向分解释放铝蒸汽，有利于铝蒸汽的均匀覆盖并压制氮化铝薄膜12在重结晶过程中的表面分解，提高氮化铝单晶的结晶质量。
可选地，多个氮化铝陶瓷件40沿衬底11的周向等距间隔布置。
等距间隔的设置方式有利于进一步使铝蒸汽的均匀覆盖并压制氮化铝薄膜12在重结晶过程中的表面分解，提高氮化铝单晶的结晶质量。
在一些可选地实施例中，高温退火的压强为0.5-5MPa，高温退火的温度为1200-1700℃，高温退火的时间为30-400min。
上述高温退火的参数合理，不仅可使氮化铝充分重结晶，并且使氮化铝陶瓷件40于氮化铝重结晶之前进行分解以在炉腔30内创造富铝气氛压制后续氮化铝薄膜12重结晶过程中的表面分解，有效提高氮化铝单晶的结晶质量。
示例性地，高温退火的压强为0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa、2.5MPa、3.0MPa、3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、5.0Mpa中的任一值或介于任意两个值之间，高温退火的温度为1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃、1700℃中的任一值或介于任意两个值之间，高温退火的时间为30min、60min、90min、100min、120min、150min、180min、210min、240min、270min、300min、330min、360min、400min中的任一值或介于任意两个值之间。其中，退火过程中的压强、温度以及时间可以按需在上述范围内调整。
需要说明的是，采用上述高温退火后，氮化铝单晶为六方相。
制备方法还包括在高温退火完成后，保持炉腔30内的退火气氛及压强不变的前提下随炉冷却，取出冷却后的氮化铝单晶复合衬底20，对氮化铝单晶复合衬底20依次进行表面刻蚀以及化学清洗。
对氮化铝单晶复合衬底20依次进行表面刻蚀以及化学清洗，有效去除杂质等，提高氮化铝单晶复合衬底20的纯净度。
在一些可选地实施例中，表面刻蚀包括：将氮化铝单晶复合衬底20浸渍于质量浓度为0.1-50％的强碱水溶液中进行刻蚀，其中刻蚀的时间为5-200min，刻蚀的温度为5-60℃。
由于退火处理后，氮化铝单晶薄膜22的表面由于自身存在的位错缺陷会形成一层薄薄的缺陷层，因此利用强碱刻蚀的方式去除该缺陷层，提高氮化铝单晶复合衬底20的质量。
强碱包括但不局限于氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
示例性地，强碱水溶液的质量浓度为0.1％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％中的任一值或介于任意两个值之间，刻蚀的时间为5min、30min、60min、90min、120min、150min、180min、200min中的任一值或介于任意两个值之间，刻蚀的温度为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃中的任一值或介于任意两个值之间，本领域技术人员可根据实际的需求进行选择。
在一些可选地实施例中，化学清洗包括：采用由丙酮与酒精混合所得的清洗液对氮化铝单晶复合衬底20进行超声清洗。
利用上述化学清洗，可有效去除氮化铝单晶复合衬底20表面残留的刻蚀液及污染，提高氮化铝单晶复合衬底20的纯净度，并且操作简单方式，超声清洗完成后，可采用惰性气体吹干，进一步避免引入杂质。
其中，丙酮与酒精的混合比例为任意比例，本领域技术人员可根据实际的需求进行选择。
本申请还提供了一种氮化铝单晶复合衬底，其由上述实施例提供的制备方法制得。
也即是，如图2所示，氮化铝单晶复合衬底20包括衬底11，以及形成于衬底11的单侧表面的氮化铝单晶薄膜22。
本申请提供的氮化铝单晶复合衬底20，利用其制备方法的改进，可使获得的氮化铝单晶复合衬底20中，不仅氮化铝单晶薄膜22的表面无磨损，而且氮化铝单晶薄膜22的结晶质量高。
本申请还提供了一种紫外发光器件，其包括上述实施例提供的氮化铝单晶复合衬底。
本申请提供的紫外发光器件中，利用高结晶质量且表面无划损的氮化铝单晶复合衬底的应用，以提高紫外发光器件的性能。紫外发光器件例如为深紫外发光二极管。
需要说明的是，紫外发光器件的具体结构可以参考相关技术，在此不做限定。
以下结合实施例对本申请的氮化铝单晶复合衬底及其制备方法、紫外发光器件作进一步的详细描述。
实施例1
氮化铝单晶复合衬底，其由以下制备方法制得：
1)选择单面抛光的2寸(0001)晶面的蓝宝石衬底，利用丙酮进行超声清洗10min，后用氮气吹干。
2)将清洁干净的蓝宝石衬底至于反应溅射腔体中，在蓝宝石表面生长氮化铝薄膜，所用靶材为单质铝靶，溅射功率为3000W，溅射温度为600℃，背景气体为氮气与氩气的混合气，气体体积比例N2：Ar为5：1，溅射时间为30min，获得氮化铝复合衬底，其中制备的氮化铝薄膜的厚度为500nm。
3)将制备好的氮化铝复合衬底置于管式退火炉的炉腔30中，氮化铝薄膜背离蓝宝石衬底的一面向上敞开，不接触任何物体，如图1以及图3所示，随后将4块尺寸为1×2×2cm3的氮化铝陶瓷块对称布置在衬底的两侧，氮化铝陶瓷块与氮化铝复合衬底不接触。
4)将退火温度设定为1700℃，退火时间设定为60min，退火气氛为常压氮气环境，退火后保持氮气常压环境随炉自然冷却至25℃取出。
5)对退火后的氮化铝单晶复合衬底浸入质量分数为30％的氢氧化钾水溶液，在25℃下刻蚀10min后取出。
6)获得丙酮与酒精按照体积比为1：1混合的混合溶液，将刻蚀后的氮化铝单晶复合衬底置于该混合溶液中超声清洗10min，然后取出后用氮气吹干，最终获得以蓝宝石为衬底、表面无分解且厚度为500nm的2寸高结晶质量的单晶氮化铝复合衬底。
实施例2
氮化铝单晶复合衬底，其由以下制备方法制得：
1)选择单面抛光的2寸(0001)晶面的蓝宝石衬底，利用丙酮进行超声清洗10min，后用氮气吹干。
2)蓝宝石衬底清洗净后，放入射频等离子体辅助分子束外延MBE中，在蓝宝石衬底的表面沉积氮化铝薄膜，薄膜生长温度为900℃。向反应室内通入氮气，保持氮气流量为1.5sccm，氮等离子体源的起辉功率是350W，其反射功率20W。使用的Al源的等效压强为5×10-7mbar。打开氮源和Al源前的挡板，进行氮化铝薄膜外延生长，生长200nm厚的氮化铝薄膜，获得氮化铝复合衬底。
3)将制备好的氮化铝复合衬底置于管式退火炉的炉腔中，氮化铝薄膜背离蓝宝石衬底的一面向上敞开，不接触任何物体，随后将6块尺寸为1×2×2cm3的氮化铝陶瓷块对称布置在衬底的两侧，氮化铝陶瓷块与氮化铝复合衬底不接触。
4)将退火温度设定为1700℃，退火时间设定为60min，退火气氛为常压氮气环境，退火后保持氮气常压环境随炉自然冷却至25℃取出。
5)对退火后的氮化铝单晶复合衬底浸入质量分数为30％的氢氧化钾水溶液，在25℃下刻蚀10min后取出。
6)获得丙酮与酒精按照体积比为1：1混合的混合溶液，将刻蚀后的氮化铝单晶复合衬底置于该混合溶液中超声清洗10min，然后取出后用氮气吹干，最终获得以蓝宝石为衬底、表面无分解且厚度为200nm的2寸高结晶质量的单晶氮化铝复合衬底。
实施例3
氮化铝单晶复合衬底，其由以下制备方法制得：
1)选择单面抛光的4寸(0001)晶面的蓝宝石衬底，利用丙酮进行超声清洗10min，后用氮气吹干。
2)蓝宝石衬底清洗净后，放入MOCVD反应腔，在氢气的载气下，温度升到1100℃，压力抽至70mbar，通入氨气和三甲基铝进行外延生长，氨气与三甲基铝相应的摩尔比为1000，生长速率为0.18nm/s，生长时间为4500秒，氮化铝薄膜的厚度约为800nm，获得氮化铝复合衬底。
3)将制备好的氮化铝复合衬底置于管式退火炉的炉腔中，氮化铝薄膜背离蓝宝石衬底的一面向上敞开，不接触任何物体，随后将6块尺寸为1×2×2cm3的氮化铝陶瓷块围绕衬底放置，氮化铝陶瓷块与氮化铝复合衬底不接触。
4)将退火温度设定为1700℃，退火时间设定为60min，退火气氛为常压氮气环境，退火后保持氮气常压环境随炉自然冷却至25℃取出。
5)对退火后的氮化铝单晶复合衬底浸入质量分数为30％的氢氧化钾水溶液，在25℃下刻蚀10min后取出。
6)获得丙酮与酒精按照体积比为1：1混合的混合溶液，将刻蚀后的氮化铝单晶复合衬底置于该混合溶液中超声清洗10min，然后取出后用氮气吹干，最终获得以蓝宝石为衬底、表面无分解且厚度为800nm的4寸高结晶质量的单晶氮化铝复合衬底。
实施例4
其与实施例1的区别仅在于：3)将制备好的氮化铝复合衬底置于管式退火炉的炉腔中，氮化铝薄膜背离蓝宝石衬底的一面向上敞开，不接触任何物体，随后将1块尺寸为3×2×2cm3的氮化铝陶瓷块与衬底间隔放置，氮化铝陶瓷块与氮化铝复合衬底不接触。
对比例1
其与实施例1的区别仅在于步骤3)：将制备好的氮化铝复合衬底置于管式退火炉的炉腔中，氮化铝薄膜背离蓝宝石衬底的一面向上敞开，不接触任何物体。
也即是，对比例1退火过程中，炉腔内不设置氮化铝陶瓷块。
图5为实施例1以及对比例1制得的单晶氮化铝复合衬底中单晶氮化铝薄膜表面(此处的表面是指单晶氮化铝薄膜背离衬底的一面)的对比照片。
根据图5可以明显看出，实施例1制得的单晶氮化铝薄膜的表面相比于对比例1更为光滑，对比例1由于退火过程中炉腔内不设置氮化铝陶瓷块，因此氮化铝薄膜再退火过程中其表面发生强烈的分解作用，变得十分粗糙。
实施例2-4的单晶氮化铝薄膜的表面均为光滑表面，均相比于对比例1的粗糙度明显改善。
对比例2
其与实施例1的区别仅在于：退火过程采用将制备好的两个氮化铝复合衬底采用面对面的方式置于管式退火炉的炉腔中，两个氮化铝复合衬底的氮化铝薄膜背离蓝宝石衬底的一面互相接触。炉腔内不设置氮化铝陶瓷块。
图6为对比例2制得的单晶氮化铝复合衬底中单晶氮化铝薄膜表面的照片。根据图6可以看出其表面光滑。
分别以实施例1以及对比例2的单晶氮化铝复合衬底为基础，采用同样的方式生长并形成同样规格的UVC-LED，UVC-LED的发光性能如图7所示。
根据图7可以看出，实施例1制得的单晶氮化铝复合衬底对应的UVC-LED与对比例2制得的单晶氮化铝复合衬底对应的UVC-LED的发光性能基本一样，也即是说，本申请采用的制备方法获得的单晶氮化铝复合衬底的性能能够达到与面对面方式退火的单晶氮化铝复合衬底基本一致的发光性能。
综上，本申请利用氮化铝单晶复合衬底的制备方法的改进，可获得高结晶质量且表面无划损的氮化铝单晶复合衬底，使其应用于紫外发光器件中时能够提高紫外发光器件的性能。
以上仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氮化铝单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，包括：
对单侧表面形成有氮化铝薄膜的衬底在炉腔内于退火气氛下进行高温退火，以使氮化铝重结晶，获得所述氮化铝单晶复合衬底；
其中，所述氮化铝薄膜的表面暴露于退火气氛中，所述炉腔内放置有与所述衬底间隔布置的至少一个氮化铝陶瓷件，所述高温退火能够使所述氮化铝陶瓷件于所述氮化铝重结晶之前进行分解以在所述炉腔内创造富铝气氛。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮化铝陶瓷件的数量为多个，多个所述氮化铝陶瓷件沿所述衬底的周向间隔布置。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮化铝陶瓷件的数量为多个，多个所述氮化铝陶瓷件沿所述衬底的中心对称布置。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温退火的压强为0.5-5MPa，所述高温退火的温度为1200-1700℃，所述高温退火的时间为30-400min。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在所述高温退火完成后，保持所述炉腔内的退火气氛及压强不变的前提下随炉冷却，取出冷却后的所述氮化铝单晶复合衬底，对所述氮化铝单晶复合衬底依次进行表面刻蚀以及化学清洗。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述表面刻蚀包括：将所述氮化铝单晶复合衬底浸渍于质量浓度为0.1-50％的强碱水溶液中进行刻蚀，其中所述刻蚀的时间为5-200min，所述刻蚀的温度为5-60℃。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述化学清洗包括：采用由丙酮与酒精混合所得的清洗液对所述氮化铝单晶复合衬底进行超声清洗。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述氮化铝薄膜的厚度为50nm-10μm。
9.一种氮化铝单晶复合衬底，其特征在于，其由权利要求1-8任意一项所述的制备方法制得。
10.一种紫外发光器件，其特征在于，包括权利要求9所述的氮化铝单晶复合衬底。
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