本發(fā)明涉及外延用基材有關(guān)；特別涉及一種外延用基材的制造方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的半導(dǎo)體元件，例如，半導(dǎo)體發(fā)光元件、高速電子遷移率場(chǎng)效晶體管(high-electron-mobilitytransistor，hemt)、激光二極管等，大多是于一基板上生長(zhǎng)一緩沖層，再于緩沖層上生長(zhǎng)外延層，而后再于外延層上制作元件的結(jié)構(gòu)。緩沖層的目的即是用以減少晶格不匹配的情形、降低缺陷密度或減少基板與外延層之間熱膨脹系數(shù)的差異，借以提升外延層的質(zhì)量，進(jìn)而提升元件的效能。

現(xiàn)有制作緩沖層的技術(shù)，大多是使用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(metal-organicchemicalvapordeposition，mocvd)工藝在一基板上制作緩沖層(例如氮化鋁或氮化鎵緩沖層)，通常有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積工藝的工藝溫度需要于高溫才能讓緩沖層產(chǎn)生結(jié)晶以提升緩沖層的質(zhì)量。由于工藝溫度高，因此，相對(duì)地工藝機(jī)臺(tái)所消耗的功率也高，對(duì)基板熱穩(wěn)定度的要求也較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種外延用基材的制造方法，可于較低的工藝溫度下制作具有良好結(jié)晶程度的緩沖層。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供的一種外延用基材的制造方法，該基材包含一基板與一緩沖層；該制造方法包含下列步驟：

a、提供該基板；

b、于該基板的一表面設(shè)置該緩沖層，設(shè)置該緩沖層的步驟包括：

b-1、使用原子層沉積工藝形成一氮化物層；

b-2、對(duì)該氮化物層進(jìn)行離子轟擊；及

b-3、重復(fù)步驟b-1、b-2多次，使層疊的多個(gè)該氮化物層構(gòu)成具有一預(yù)定厚度的該緩沖層。

本發(fā)明另提供一種外延用基材的制造方法，該基材包含一基板與一緩沖層；該制造方法包含下列步驟：

a、提供該基板；

b、于該基板的一表面設(shè)置該緩沖層，該緩沖層包括疊置的至少一第一次緩沖層與至少一第二次緩沖層；

其中，形成該第一次緩沖層的步驟包括：

b-1、使用原子層沉積工藝形成一第一氮化物層；

b-2、對(duì)該第一氮化物層進(jìn)行離子轟擊；及

b-3、重復(fù)步驟b-1、b-2多次，使層疊的多個(gè)該第一氮化物層構(gòu)成具有一第一預(yù)定厚度的該第一次緩沖層；

其中，形成該第二次緩沖層的步驟包括，使用原子層沉積工藝形成層疊的多個(gè)第二氮化物層，直到所述第二氮化物層的厚度達(dá)到一第二預(yù)定厚度，以構(gòu)成該第二次緩沖層。

本發(fā)明的效果在于，利用工藝溫度需求較低的原子層沉積工藝制作緩沖層中的每一層氮化物層或第一氮化物層，且以等離子體對(duì)每一層氮化物層或第一氮化物層進(jìn)行離子轟擊，可有效地提升緩沖層結(jié)晶程度，有效增進(jìn)后續(xù)生成于緩沖層上方的外延層的結(jié)晶質(zhì)量，使外延層具有更佳的結(jié)晶程度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例制造方法所制造基材的示意圖。

圖2為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例制造方法的流程圖。

圖3為第一較佳實(shí)施的基材及其它對(duì)照組基材于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖4為第一較佳實(shí)施不同離子轟擊時(shí)間的基材及對(duì)照組基材于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖5為第一較佳實(shí)施的制造方法采用硅基板基材及對(duì)照組基材于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖6為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例制造方法的流程圖。

圖7為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例制造方法所制造的基材的示意圖。

圖8為第二較佳實(shí)施的基材及對(duì)照組基材于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖9為圖8樣品一的基材于x光繞射搖擺曲線(rockingcurve)(omega模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖10為第二較佳實(shí)施的基材在不同離子轟擊時(shí)間及不同等離子體功率時(shí)，于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖11為第二較佳實(shí)施的基材在不同延遲時(shí)間時(shí)，于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖12為圖11樣品一至樣品四的x光繞射強(qiáng)度與延遲時(shí)間的關(guān)系圖。

圖13為本實(shí)施例緩沖層12與基板界面附近的截面以高分辨率穿透式電子顯微鏡觀測(cè)的影像。

圖14為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例制造方法所制造的基材的示意圖。

圖15為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例制造方法的流程圖。

圖16為于第一、三較佳實(shí)施例的基材上，分別生長(zhǎng)氮化鎵外延層后，于x光繞射搖擺曲線(omega模式)檢測(cè)結(jié)果。

圖17為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例基材的示意圖。

圖18為于第四較佳實(shí)施例基材及其半成品，于x光繞射搖擺曲線(omega模式)檢測(cè)結(jié)果。

【符號(hào)說(shuō)明】

[本發(fā)明]

1、1’基材

10、10’基板102表面

12、12’緩沖層

2基材

20基板202表面

22緩沖層222第一次緩沖層224第二次緩沖層

3基材

30基板302表面

32緩沖層322第一次緩沖層324第二次緩沖層

具體實(shí)施方式

為能更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，現(xiàn)列舉較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。請(qǐng)參圖1所示，為使用本發(fā)明第一較佳實(shí)施例外延用基材的制造方法所制造的基材1，該基材1包含有一基板10與一緩沖層12，該基板10為藍(lán)寶石基板，但不以此為限，也可是硅、氮化鎵、碳化硅、砷化鎵基板，該緩沖層12設(shè)置于該基板10的一表面102。該緩沖層12的表面102供設(shè)置一外延層(圖未示)例如氮化鎵外延層。

本實(shí)施例制造方法包含有圖2所示的下列步驟：

提供該基板10，并于該基板10的表面102設(shè)置具有一預(yù)定厚度的該緩沖層12，設(shè)置該緩沖層12的步驟包括：

使用原子層沉積工藝(atomiclayerdeposition，ald)于該基板10的該表面102上生長(zhǎng)一以氮化鋁(a1n)層(即氮化鋁原子層)為例的氮化物層。原子層沉積工藝的工藝參數(shù)為工藝溫度500℃；三甲基鋁(trimethylaluminum，tma)：0.06秒；nh3等離子體：40秒；該氮化鋁層的厚度介于之間。

而后，以等離子體對(duì)該氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊，本實(shí)施例中，工藝溫度為500℃時(shí)，以氬氣(ar)等離子體對(duì)該氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊，等離子體功率為300w，以使該氮化鋁層產(chǎn)生結(jié)晶，且離子轟擊時(shí)間為10秒以上。在考慮整體工藝的時(shí)間與氮化鋁層的結(jié)晶程度的取舍之下，較佳者離子轟擊時(shí)間為20秒至40秒之間。不同離子轟擊時(shí)間對(duì)于結(jié)晶程度的影響容后再述。實(shí)務(wù)上，也可采用其它的氣體來(lái)產(chǎn)生等離子體，例如，n2、h2、he、ne、nh3、n2/h2、n2o、cf4等氣體。

之后于離子轟擊后的氮化鋁層上，再使用原子層沉積工藝生長(zhǎng)新的氮化鋁層，并以相同于前述方式以氬氣等離子體對(duì)新形成的氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊；重復(fù)本步驟多次以于該基板10上形成層疊的氮化鋁層，直到該基板10上的所述氮化鋁層的總厚度達(dá)到該預(yù)定厚度之后停止。該預(yù)定厚度范圍為5nm～200nm，本實(shí)施例中，該預(yù)定厚度為20nm～50nm。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，為不同基材于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果，其中，樣品一的曲線為本實(shí)施例基材1，其每次氬氣離子轟擊時(shí)間為10秒，等離子體功率為300w；樣品二的曲線為對(duì)照組，同樣是以原子層沉積工藝制作緩沖層，差別在于只通入氬氣10秒而未產(chǎn)生等離子體。由圖3中可明顯得知，本實(shí)施例基材1的制造過(guò)程中，于每一次形成氮化鋁層時(shí)使用氬氣離子轟擊，具有明顯增加該緩沖層12的結(jié)晶程度的功效。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，為本實(shí)施例的制造方法所制作的基材1于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果，其中，樣品一的曲線為每次氬氣離子轟擊時(shí)間40秒，等離子體功率為300w；樣品二的曲線為每次氬氣離子轟擊時(shí)間20秒，等離子體功率為300w；樣品三的曲線為每次氬氣離子轟擊時(shí)間10秒，等離子體功率為300w；樣品四的曲線為對(duì)照組，同樣是以原子層沉積工藝制作緩沖層，差別在于未進(jìn)行氬氣離子轟擊步驟。由圖4中可明顯得知，氬氣離子轟擊的時(shí)間越長(zhǎng)，則緩沖層12的結(jié)晶程度越佳。由20秒至40秒之間的離子轟擊時(shí)間，可得知大于20秒之后結(jié)晶程度已相差不大，因此，考慮整體工藝的時(shí)間與緩沖層12的結(jié)晶程度的取舍之下，較佳離子轟擊時(shí)間可設(shè)定為20秒至40秒之間。

實(shí)務(wù)上，本實(shí)施例的制造方法中的基板也可采用硅基板，其晶向?yàn)?11，請(qǐng)參圖5，為采用硅基板基材于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果，其中，樣品一的曲線為每次氬氣離子轟擊時(shí)間40秒，等離子體功率為300w；樣品二的曲線為每次氬氣離子轟擊時(shí)間20秒，等離子體功率為300w；樣品三的曲線為每次氬氣離子轟擊時(shí)間10秒，等離子體功率為300w；樣品四的曲線為對(duì)照組，同樣是以原子層沉積工藝制作緩沖層，差別在于未進(jìn)行氬氣離子轟擊步驟。由圖5中可明顯得知，于硅基板上所制作的緩沖層，氬氣離子轟擊的時(shí)間愈長(zhǎng)，則緩沖層的結(jié)晶程度愈佳。由20秒至40秒之間的離子轟擊時(shí)間，可得知大于20秒之后結(jié)晶程度已相差不大，因此，考慮整體工藝的時(shí)間與緩沖層的結(jié)晶程度取舍之下，較佳離子轟擊時(shí)間可設(shè)定為20秒至40秒之間。

前述第一實(shí)施例中，構(gòu)成緩沖層12的氮化物層以氮化鋁(aln)層為例，實(shí)務(wù)上，也可采用gan，alxgal-xn，inxga1-xn，inn，alxinyga1-x-yn等氮化物。

圖6所示為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例外延用基材的制造方法流程圖，用以制造圖7所示基材1’。該基板10為藍(lán)寶石基板，但不以此為限，也可是硅、氮化鎵、碳化硅、砷化鎵基板。該方法具有大致相同于第一實(shí)施例的步驟，其中，原子層沉積工藝的工藝參數(shù)為工藝溫度300℃；三甲基鋁：0.06秒；n2/h2等離子體：40秒；該氮化鋁層的厚度介于之間。與第一實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例在每一次以氬氣等離子體對(duì)氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊后，先停止產(chǎn)生等離子體，且于停止產(chǎn)生等離子體后的一延遲時(shí)間以內(nèi)，始以原子層沉積工藝?yán)^續(xù)生長(zhǎng)新的氮化鋁層，也即，于停止氬氣等離子體后至再次注入三甲基鋁的時(shí)間差即為延遲時(shí)間。借此，基板10’上層疊的氮化鋁層構(gòu)成緩沖層12’。

請(qǐng)參照?qǐng)D8，為不同基材于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果，其中，樣品一的曲線為本實(shí)施例基材1’，其每次氬氣離子轟擊時(shí)間為20秒，等離子體功率為300w；樣品二的曲線為對(duì)照組，同樣是以原子層沉積工藝制作緩沖層，差別在于未分別對(duì)每一層氮化鋁層進(jìn)行氬氣離子轟擊，而是在形成緩沖層后，再對(duì)緩沖層進(jìn)行氬氣離子轟擊，其中，等離子體功率為300w，轟擊時(shí)間為4000秒；樣品三的曲線為另一對(duì)照組，差別在于未分別對(duì)每一層氮化鋁層進(jìn)行氬氣離子轟擊，也未在形成緩沖層后進(jìn)行氬氣離子轟擊。由圖8中可明顯得知，本實(shí)施例基材1’的制造過(guò)程中，于每一次形成氮化鋁層時(shí)使用氬氣離子轟擊，具有明顯增加該緩沖層12’的結(jié)晶程度的功效。

請(qǐng)參照?qǐng)D9，為圖8樣品一的基材1’于x光繞射搖擺曲線(rockingcurve)(omega模式)檢測(cè)結(jié)果；由圖9可得知，樣品一于omega檢測(cè)模式有觀察到波峰，而圖8樣品二及樣品三在于omega檢測(cè)模式中并未觀察到波峰，因此未列于圖9中。由此可證明本實(shí)施例的制造方法中，經(jīng)過(guò)氬氣離子轟擊可使緩沖層12’具有高的結(jié)晶程度。

圖10為本實(shí)施例的基材1’在不同氬氣離子轟擊時(shí)間及不同等離子體功率時(shí)，于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。其中，左側(cè)(a)圖的等離子體功率為100w，氬氣離子轟擊時(shí)間分別為10秒、20秒、40秒；右側(cè)(b)圖的等離子體功率為300w，氬氣離子轟擊時(shí)間分別為10秒、20秒、40秒。由圖10中可知，對(duì)每一層氮化鋁層進(jìn)行氬氣離子轟擊時(shí)間愈長(zhǎng)，緩沖層12’結(jié)晶程度愈高；以及氬氣離子轟擊的等離子體功率愈高，緩沖層12’結(jié)晶程度愈高。在等離子體功率為300w時(shí)，離子轟擊時(shí)間為20秒及40秒，緩沖層12’的結(jié)晶程度已相當(dāng)接近，因此，可以得出較佳的等離子體功率為300w，離子轟擊時(shí)間為20秒以上。圖8與圖10因量測(cè)機(jī)臺(tái)不同，故x光繞射強(qiáng)度稍有差異。

圖11為本實(shí)施例在每一次以300w的等離子體功率進(jìn)行氬氣離子轟擊20秒后，至下一次以原子層沉積工藝生長(zhǎng)新的氮化鋁層之前，停止氬氣等離子體后所持續(xù)的不同延遲時(shí)間的基材1’于x光繞射(θ-2θ模式)檢測(cè)結(jié)果。其中，樣品一為延遲時(shí)間0秒，也即，停止等離子體后立即生長(zhǎng)新的氮化鋁層；樣品二為延遲時(shí)間5秒，也即，停止等離子體后等待5秒再繼續(xù)生長(zhǎng)新的氮化鋁層；樣品三為延遲時(shí)間10秒；樣品四為延遲時(shí)間20秒；樣品五為未分別對(duì)每一層氮化鋁層進(jìn)行氬氣離子轟擊，也未在形成緩沖層后對(duì)緩沖層進(jìn)行氟氣離子轟擊。圖12為圖11樣品一至樣品四的x光繞射強(qiáng)度與延遲時(shí)間的關(guān)系圖。由圖11與圖12可明顯得知，停止等離子體至下一次生長(zhǎng)新的氮化鋁層之前的延遲時(shí)間愈短，緩沖層12’的結(jié)晶程度愈高。較佳者，延遲時(shí)間在5秒以內(nèi)為佳。

圖13為本實(shí)施例緩沖層12’與基板10’界面附近的截面以高分辨率穿透式電子顯微鏡觀測(cè)的影像。在圖13中，(b)、(c)分別為緩沖層12’及基板10’的快速傅里葉轉(zhuǎn)換(fft)繞射圖。由圖13(a)可觀察到，緩沖層12’呈現(xiàn)有序的原子排列，由其快速傅里葉轉(zhuǎn)換繞射圖可得知緩沖層12’具有高質(zhì)量的單晶結(jié)構(gòu)，其晶向?yàn)閇0001]。圖13中，(b)與(c)相比較后，可得到緩沖層12’相對(duì)于基板10’的外延關(guān)系為：[0001]緩沖層//[0001]基板，以及

請(qǐng)參照?qǐng)D14所示，為使用本發(fā)明第三較佳實(shí)施例外延用基材的制造方法所制造的基材2，該基材2包含有一基板20與一緩沖層22，該基板20為藍(lán)寶石基板，但不以此為限，也可是硅、氮化鎵、碳化硅、砷化鎵基板，該緩沖層22包括交錯(cuò)疊置的多個(gè)第一次緩沖層222與多個(gè)第二次緩沖層224。本實(shí)施例中，該基板20的表面202上為一該第一次緩沖層222，位于最上方的第二次緩沖層224供設(shè)置一外延層(圖未示)例如氮化鎵外延層。

本實(shí)施例制造方法包含有圖15所示的下列步驟：

提供該基板20，并于該基板20表面202制作該緩沖層22，其中設(shè)置各該第一次緩沖層222的步驟包括：

使用原子層沉積工藝于該基板20的該表面202上生長(zhǎng)一以氮化鋁層(即氮化鋁原子層)為例的第一氮化物層。原子層沉積工藝的工藝參數(shù)為工藝溫度500℃，tma，0.06秒；nh3，40秒。氮化鋁層的厚度介于之間。

而后，以等離子體對(duì)該氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊，本實(shí)施例中，于工藝溫度500℃下以氬氣等離子體對(duì)該氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊，等離子體功率為300w，以使該氮化鋁層產(chǎn)生結(jié)晶，且離子轟擊時(shí)間為10秒以上。在考慮整體工藝的時(shí)間與氮化鋁層的結(jié)晶程度的取舍之下，較佳者離子轟擊時(shí)間為20秒至40秒之間，最佳為40秒。所采用的等離子體也可為n2、h2、he、ne、nh3、n2/h2、n2o、cf4其中一者形成的等離子體。

之后于離子轟擊后的氮化鋁層上，再使用原子層沉積工藝生長(zhǎng)新的氮化鋁層，并以相同于前述方式以氬氣等離子體對(duì)新形成的氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊；重復(fù)本步驟多次以于該基板20上形成層疊的氮化鋁層，直到該基板20的所述氮化鋁層的總厚度達(dá)到一第一預(yù)定厚度之后停止。該第一預(yù)定厚度為1nm～50nm之間，本實(shí)施例中為3.9nm。借此，所述氮化鋁層構(gòu)成一該第一次緩沖層。

接著，于第一次緩沖層222上繼續(xù)制作一該第二次緩沖層224，其步驟包括使用原子層沉積工藝形成多個(gè)堆疊的以氮化鎵(gan)層(即氮化鎵原子層)為例的第二氮化物層，直到所述氮化鎵層的厚度達(dá)到一第二預(yù)定厚度，該第二預(yù)定厚度為1nm～50nm之間，以構(gòu)成一該第二次緩沖層。每一層氮化鎵層的工藝參數(shù)為工藝溫度500℃；三乙基鎵(triethylagallium，tega)，0.1秒；nh3與氫氣的混合氣體等離子體，20秒。每一氮化鎵層的厚度介于之間。在本實(shí)施例中，并未施加以氬氣等離子體對(duì)新形成的氮化鎵層進(jìn)行離子轟擊步驟。

而后，重多次制作層疊的另一該第一次緩沖層222及另一該第二次緩沖層224。借此，于該基板20上以形成由多個(gè)該第一次緩沖層222及多個(gè)該第二次緩沖層224交錯(cuò)堆疊而成的緩沖層22。本實(shí)施例中該緩沖層為三對(duì)第一次緩沖層222及第二次緩沖層224堆疊而成。如此即完成本實(shí)施例基材2的制作。由于第二次緩沖層224的每一層氮化鎵層未經(jīng)離子轟擊，其結(jié)晶程度較低于第一次緩沖層222，如此，第二次緩沖層224可以進(jìn)一步作為缺陷及應(yīng)力的吸收層，借以在緩沖層22上方另外生長(zhǎng)外延層后，減少缺陷穿透至外延層的機(jī)會(huì)。

實(shí)務(wù)上，也可如同第二實(shí)施例，在對(duì)每一層氮化鋁層進(jìn)行離子轟擊后，停止等離子體后的一延遲時(shí)間以內(nèi)，始以原子層沉積工藝?yán)^續(xù)生長(zhǎng)新的氮化鋁層，較佳者，延遲時(shí)間在5秒以內(nèi)為佳。

此外，也可在制作每一層第二次緩沖層224的過(guò)程中，于形成每一層氮化鎵層后，續(xù)以等離子體對(duì)所形成的氮化鎵層進(jìn)行離子轟擊，以使第二次緩沖層224中所述氮化鎵層產(chǎn)生結(jié)晶，得到更高結(jié)晶程度的緩沖層222。所采用的等離子體為ar、n2、h2、he、ne、nh3、n2/h2、n2o、cf4其中一者形成的等離子體。實(shí)務(wù)上，也可如同第二實(shí)施例，在對(duì)每一層氮化鎵層進(jìn)行離子轟擊后，停止等離子體后的一延遲時(shí)間以內(nèi)，始以原子層沉積工藝?yán)^續(xù)生長(zhǎng)新的氮化鎵層，較佳者，延遲時(shí)間在5秒以內(nèi)為佳。

請(qǐng)參圖16，為本實(shí)施例制造方法所制作的基材2與第一實(shí)施例的基材1，于其上生長(zhǎng)氮化鎵外延層后，于x光繞射搖擺曲線(omega模式)檢測(cè)結(jié)果。氮化鎵外延層以mocvd技術(shù)生長(zhǎng)，工藝溫度1180℃，基材1、2先在mocvd腔體內(nèi)于氨氣的氣氛下退火五分鐘，再于基材1、2上生長(zhǎng)1.5μm的氮化鎵外延層，其中，樣品一的曲線為基材2各該第二次緩沖層224的第二預(yù)定厚度為3.5nm，且每次氮化鋁層于氬氣離子轟擊時(shí)間為40秒，等離子體功率為300w；樣品二的曲線為基材2各該第二次緩沖層224的第二預(yù)定厚度為1.8nm，且每次氮化鋁層于氬氣離子轟擊時(shí)間為40秒，等離子體功率為300w；樣品三為第一實(shí)施例的基材1，且每次氮化鋁層于氬氣離子轟擊時(shí)間為40秒，等離子體功率為300w。由圖16中可明顯得知，本實(shí)施例的基材2相較于第一實(shí)施例的基材1，可更有效增進(jìn)緩沖層上方的外延層的結(jié)晶質(zhì)量，使外延層具有更佳的結(jié)晶程度。

實(shí)務(wù)上，各該第一次緩沖層222與各該第二次緩沖層224的位置也可上下對(duì)調(diào)，其制造方法大致相同，差異僅在于先于基板20的表面設(shè)置一該第二次緩沖層224，而后才設(shè)置一該第一次緩沖層222并進(jìn)行離子轟擊。由于第二次緩沖層224的每一層氮化鎵層未經(jīng)離子轟擊，其結(jié)晶程度較低于第一次緩沖層222，如此，第二次緩沖層224可以進(jìn)一步作為因晶格不匹配所產(chǎn)生的缺陷及應(yīng)力的吸收層，借以在緩沖層22上方另外生長(zhǎng)外延層后，減少缺陷穿透至外延層的機(jī)會(huì)。此外，第一次緩沖層222的數(shù)量及第二次緩沖層224的數(shù)量也可分別為至少一層。

上述第三實(shí)施例中，構(gòu)成第一次緩沖層222的第一氮化物層以氮化鋁(aln)層為例，實(shí)務(wù)上，也可采用gan，alxga1-xn，inxga1-xn，inn，alxinyga1-x-yn等氮化物。構(gòu)成第二次緩沖層224的第二氮化物層以氮化鎵(gan)層為例，實(shí)務(wù)上，也可采用a1n，alxga1-xn，inxga1-xn，inn，alxinyga1-x-yn等氮化物。而第一氮化物層與第二氮化物層的材質(zhì)可以是不同材質(zhì)或相同材質(zhì)。

圖17所示為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的基材3，其具有大致相同于第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，包含有一基板30與一緩沖層32，該基板10為藍(lán)寶石基板，但不以此為限，也可是硅、氮化鎵、碳化硅、砷化鎵基板；不同的是，該緩沖層32包含疊置的至少一第一次緩沖層322與至少一第二次緩沖層324，該第一次緩沖層322與該第二次緩沖層324的材質(zhì)相同，且二者的厚度分別以18nm為例。該基材3的制造方法與第三實(shí)施例大致相同，不同的是，本實(shí)施例先于該基板30的表面302以原子層沉積工藝設(shè)置該第二次緩沖層324，該第二次緩沖層324的每一第二氮化物層以氮化鋁為例，并未以等離子體對(duì)每一第二氮化物層進(jìn)行離子轟擊。而后，再于該第二次緩沖層324上以原子層沉積工藝設(shè)置該第一次緩沖層322，該第一次緩沖層322的每一第一氮化物層同樣以氮化鋁為例，于形成每一第一氮化物層后，以等離子體對(duì)第一氮化物層進(jìn)行離子轟擊，并于停止等離子體后的延遲時(shí)間內(nèi)續(xù)生長(zhǎng)新的第一氮化物層，其中延遲時(shí)間為5秒以內(nèi)。

實(shí)務(wù)上，若第一次緩沖層322的數(shù)量與第二次緩沖層324的數(shù)量分別為多層時(shí)，緩沖層則是如同第三實(shí)施例為交錯(cuò)疊置的結(jié)構(gòu)，差別僅在于第二次緩沖層324接觸基板30的表面302。

請(qǐng)參照?qǐng)D18，為不同基材于x光繞射搖擺曲線(rockingcurve)(omega模式)檢測(cè)結(jié)果，其中，樣品一為本實(shí)施例的基材3，其第一次緩沖層322與第二次緩沖層324的生長(zhǎng)溫度為400℃，且第一次緩沖層322的各第一氮化物層以300w的氬氣等離子體進(jìn)行離子轟擊20秒；樣品二為基材3的半成品，即基板30上僅設(shè)置未進(jìn)行離子轟擊的第二次緩沖層324。由圖18可知，樣品一的曲線有波峰產(chǎn)生，證明本發(fā)明以等離子體對(duì)第一次緩沖層322的各第一氮化物層進(jìn)行離子轟擊可產(chǎn)生良好的結(jié)晶。而樣品二的曲線沒(méi)有波峰產(chǎn)生，代表未經(jīng)離子轟擊的第二次緩沖層324的結(jié)晶程度低于第一次緩沖層322，因此，第二次緩沖層324可作為應(yīng)力及缺陷的吸收層，紓解基板30與第一次緩沖層322之間因晶格不匹配所產(chǎn)生的應(yīng)力與缺陷。

據(jù)上所述，本發(fā)明的外延用基材的制造方法，使用對(duì)工藝溫度需求較低的原子層沉積工藝制作氮化鋁層，且對(duì)每一層的氮化鋁層皆使用離子轟擊，如同對(duì)每一層氮化鋁層進(jìn)行退火的功效，可以讓氮化鋁層更加致密，并可以使緩沖層中所述氮化鋁層產(chǎn)生結(jié)晶，借以得到高結(jié)晶程度的緩沖層。

以上所述僅為本發(fā)明較佳可行實(shí)施例而已，凡應(yīng)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求書(shū)所做的等效變化，理應(yīng)包含在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。