[發(fā)明專利]一種同質外延生長氮化鎵的方法、氮化鎵材料及應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711212927.1
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109841497B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 徐俞;王建峰;徐科
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所;中國科學院大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L33/00;H01L33/12;H01L33/32
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種同質外延生長氮化鎵的方法，其特征在于包括：

提供氮化鎵襯底；

在所述氮化鎵襯底上設置作為插入層的單層石墨烯；

在載有所述單層石墨烯的襯底上外延生長氮化鎵低溫層，其中采用的生長溫度為500～800℃，之后再在1000～1100℃高溫同質外延生長，形成氮化鎵單晶材料；

所述氮化鎵單晶材料包括：

氮化鎵襯底，

設置在所述氮化鎵襯底上的、作為插入層的單層石墨烯，以及

在所述單層石墨烯上生長形成的氮化鎵單晶材料；

其中，所述單層石墨烯的厚度滿足如下條件，即：能夠使所述氮化鎵單晶材料與所述氮化鎵襯底之間通過氮化鎵的共價鍵作用配合，石墨烯在中間是晶格透明的。

2.根據(jù)權利要求1所述的同質外延生長氮化鎵的方法，其特征在于：所述單層石墨烯的厚度為3～5埃。

3.根據(jù)權利要求1所述的同質外延生長氮化鎵的方法，其特征在于：所述氮化鎵襯底選自氮化鎵模板或自支撐氮化鎵。

4.根據(jù)權利要求1所述的同質外延生長氮化鎵的方法，其特征在于包括：將單層石墨烯轉移至所述襯底上作為所述的插入層；或者，在所述襯底上直接生長形成單層石墨烯作為所述的插入層。

5.根據(jù)權利要求1所述的同質外延生長氮化鎵的方法，其特征在于還包括：在所述的同質外延生長結束后，將生長形成的氮化鎵材料與所述單層石墨烯及襯底機械剝離處理。

6.一種氮化鎵材料，其特征在于包括：

氮化鎵襯底，

設置在所述氮化鎵襯底上的、作為插入層的單層石墨烯，以及

在所述單層石墨烯上生長形成的氮化鎵單晶材料；

其中，所述單層石墨烯的厚度滿足如下條件，即：能夠使所述氮化鎵單晶材料與所述氮化鎵襯底之間通過氮化鎵的共價鍵作用配合，石墨烯在中間是晶格透明的；

并且，所述氮化鎵材料的制備方法包括：

提供氮化鎵襯底；

在所述氮化鎵襯底上設置作為插入層的單層石墨烯；

在載有所述單層石墨烯的襯底上外延生長氮化鎵低溫層，其中采用的生長溫度為500～800℃，之后再在1000～1100℃高溫同質外延生長，形成氮化鎵單晶材料。

7.根據(jù)權利要求6所述的氮化鎵材料，其特征在于：所述氮化鎵襯底選自氮化鎵模板或自支撐氮化鎵。

8.根據(jù)權利要求6所述的氮化鎵材料，其特征在于：所述單層石墨烯的厚度為3～5埃。

9.根據(jù)權利要求6所述的氮化鎵材料，其特征在于，所述氮化鎵材料的制備方法包括：將單層石墨烯轉移至所述襯底上作為所述的插入層；或者，在所述襯底上直接生長形成單層石墨烯作為所述的插入層。

10.由權利要求1-5中任一項所述方法制備的氮化鎵材料或者權利要求6-9中任一項所述的氮化鎵材料于制備半導體裝置中的用途。