[發明專利]一種生長在Ce:YAG單晶襯底上的GaN薄膜及其制備方法和應用在審
| 申請號： | 201711399602.9 | 申請日： | 2017-12-11 |
| 公開（公告）號： | CN108269889A | 公開（公告）日： | 2018-07-10 |
| 發明（設計）人： | 向衛東;蔣舉濤;梁曉娟 | 申請（專利權）人： | 溫州大學 |
| 主分類號： | H01L33/00 | 分類號： | H01L33/00;H01L33/16 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 325000 浙江省溫州市甌海*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 襯底 單晶 生長 制備方法和應用 制備 取向關系 制備工藝 外延面 可用 平行 應用 生產 | ||
1.一種生長在Ce：YAG單晶襯底上的GaN薄膜，其特征在于：包括Ce：YAG單晶襯底和生長在所述的Ce：YAG單晶襯底上的GaN薄膜，所述的Ce：YAG單晶襯底以(111)面為外延面，所述Ce：YAG單晶襯底與所述GaN薄膜的取向關系為：Ce：YAG單晶襯底的(111)面平行于GaN薄膜的(0001)面。
2.根據權利要求1所述的一種生長在Ce：YAG單晶襯底上的GaN薄膜，其特征在于，所述GaN薄膜厚度為100-300nm。
3.一種生長在Ce：YAG單晶襯底上的GaN薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
①襯底以及其晶向的選?。阂訡e：YAG單晶為襯底，以Ce：YAG單晶(111)面為外延面，選取該外延面供GaN薄膜生長；Ce：YAG單晶襯底與外延生長出的GaN薄膜的取向關系為：Ce：YAG單晶襯底的(111)面平行于GaN薄膜的(0001)面；
②對Ce：YAG單晶襯底先進行精細拋光處理和表面退火處理，將Ce：YAG單晶進行單面精細拋光，拋光后將Ce：YAG單晶放入反應室內在保護氣體氛圍中進行原位退火處理以使得Ce：YAG單晶襯底獲得原子級平整的表面；
③將經過步驟②處理的Ce：YAG單晶襯底進行高溫處理，以除去Ce：YAG單晶襯底表面吸附的雜質：
④在經過高溫熱處理的Ce：YAG襯底上，通過采用金屬有機化合物化學氣相淀積法(MOCVD)以及GaN兩步生長法在Ce：YAG單晶襯底下生長緩沖層以及GaN薄膜。
4.根據權利要求3所述的一種生長在Ce：YAG單晶襯底上的GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟②中，將Ce：YAG單晶進行單面精細拋光至表面粗糙度＜0.1nm；然后對Ce：YAG單晶襯底進行表面退火處理，具體操作如下：將Ce：YAG單晶放入反應室內，在800-900℃的溫度下氮氣氛圍中進行原位退火處理2-3h。
5.根據權利要求3所述的一種生長在Ce：YAG單晶襯底上的GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟③中，將經過步驟②處理的Ce：YAG單晶襯底在1000-1200℃的H2氣氛下進行高溫處理，除去表面吸附的雜質。
6.根據權利要求3所述的一種生長在Ce：YAG單晶襯底上的GaN薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟④中，在經過熱處理的Ce：YAG單晶襯底首先在500-600℃的低溫下生長出一層GaN緩沖層，隨后在1000-1200℃的高溫下在緩沖層上通過MOCVD的方法生長出GaN外延層。
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