[發(fā)明專利]一種生長在金屬鋁襯底上的AlN薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410239341.4
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103996610B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)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: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L33/00;H01L33/02;H01L31/18;H01L31/0248
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標事務所(普通合伙)44288
• 代理人: 湯喜友

1.一種生長在金屬鋁襯底上的AlN薄膜，其特征在于：其包括金屬Al襯底、生長在金屬Al襯底上的AlN氮化層以及生長在AlN氮化層上的AlN薄膜；所述金屬Al襯底以(111)面偏(100)方向0.5～1°為外延面，晶體外延取向關系為AlN(0001)//Al(111)。?

2.根據權利要求1所述的AlN薄膜，其特征在于：所述AlN氮化層的厚度為5～10nm。?

3.根據權利要求1所述的AlN薄膜，其特征在于：所述AlN薄膜的厚度為100～300nm。?

4.一種如權利要求1-3任一項所述的生長在金屬Al襯底上的AlN薄膜的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：?

(1)襯底以及其晶向的選取：采用金屬Al襯底，以(111)面偏(100)方向0.5～1°為外延面；?

(2)襯底處理：將金屬Al襯底表面拋光、清洗以及退火處理；?

(3)AlN氮化層的外延生長：襯底溫度調為500～600℃，在反應室的壓力為6.0～7.2×10^-5Pa的氮的等離子體氣氛內，用氮的等離子體氮化處理金屬Al襯底，在金屬Al襯底表面生成一層AlN氮化層；?

(4)AlN薄膜的外延生長：采用脈沖激光沉積生長工藝，在步驟(3)得到的AlN氮化層上生長AlN薄膜。?

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，拋光具體工藝為：將Al襯底表面用金剛石泥漿進行拋光，配合顯微鏡觀察襯底表當沒有劃痕后，再采用化學機械拋光的方法對襯底進行拋光處理。?

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，清洗工藝為將襯底放入去離子水中室溫下超聲清洗5分鐘，去除Al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；清洗后的襯底用純度為99.9999％的干燥氮氣吹干。?

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，退火的具體過程為：將襯底Al放在壓強為2×10^-10Torr的UHV-PLD的生長室內，在450-550℃下高溫烘烤1h以除去襯底表面的污染物，然后空冷至室溫。?

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中脈沖激光沉積生長工藝的具體步驟是：將襯底保持在400～500℃，在反應室的壓力為4.0～5.0×10^-5Pa、生長速度為0.6～0.8ML/s條件下。?

9.如權利要求1-3任一項所述的生長在金屬鋁襯底上的AlN薄膜在制備LED器件以及光電探測器中的應用。?