[發明專利]生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201210485524.5
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102945899A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 廣州市眾拓光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02;H01L33/32
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 湯喜友

1.一種生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于：采用金屬Ag為襯底，選擇Ag襯底的（111）晶面偏向（100）方向0.5－1°的晶體取向，在金屬單晶Ag(111)襯底上生長出外延AlN單晶薄膜，接著再生長出外延GaN單晶薄膜。

2.如權利要求1所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于：在外延AlN單晶薄膜生長之前，對襯底依次進行表面拋光、清洗、退火的前處理步驟。

3.如權利要求2所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于表面拋光處理步驟的具體方法是：將Ag襯底表面用金剛石泥漿進行拋光，用光學顯微鏡觀察襯底表面沒有劃痕之后，再采用現有技術的化學機械拋光方法對襯底進行拋光處理。

4.如權利要求2所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于清洗步驟的具體方法是：將襯底放入去離子水中室溫下超聲波清洗，去除Ag襯底表面粘污顆粒，再依次經過鹽酸、丙酮、乙醇洗滌，去除表面有機物。

5.如權利要求2所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于退火的具體方法是：將襯底放在壓強為2×10^－10Torr的超高真空的生長室內，在450-550?℃下高溫烘烤1-1.5h以除去襯底表面的污染物，然后空冷至室溫。

6.如權利要求1所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于：外延生長AlN單晶薄膜是采用脈沖激光沉積生長法，在襯底溫度為200－250℃、反應室壓力為10?－15mTorr、V/III比為50-60、生長速度為0.4-0.6?ML/s的條件下進行的。

7.如權利要求1所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于：外延生長GaN單晶薄膜是采用脈沖激光沉積生長法，在襯底溫度為700℃、反應室壓力為4×10^－10mTorr、V/III比為40、生長速度為1.1?ML/s的條件下進行的。

8.如權利要求1所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜的制備方法，其特征在于：外延AlN單晶薄膜的厚度≧100nm。

9.權利要求1至8任意一項所述的制備方法所制得的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜。

10.權利要求9所述的生長在金屬Ag襯底上的GaN單晶薄膜在LED器件、光電探測器、太陽能電池器件、激光器、薄膜體聲波諧振器中的應用。