[發(fā)明專利]一種氮化鎵同質(zhì)襯底及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110323780.3
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113078046B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 談遜;談謙;江兵華
• 申請（專利權(quán)）人: 華廈半導(dǎo)體（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C23C14/06;C30B25/20;C30B29/40;C23C14/35
• 代理公司: 成都正德明志知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51360
• 代理人: 張小娟

1.一種氮化鎵同質(zhì)襯底制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：制備多晶氮化鎵基板，并在基板表面涂布厚度為10～100nm的金屬鎵薄膜，然后氨化處理，在金屬鎵薄膜上形成鎵膜氨化層；制備多晶氮化鎵基板的方法包括以下步驟：將氮化鎵多晶粉末壓制成厚度為1～10mm的薄板，然后在45～55MPa、950～1050℃條件下燒結(jié)25～35h，得多晶氮化鎵基板；

S2：對經(jīng)過S1處理后的基板進(jìn)行非晶化處理，使鎵膜氨化層轉(zhuǎn)化成厚度為3～120nm的非晶化層；非晶化處理的方法為激光熔凝，熔凝過程中激光的能量密度為100～120kW/cm²；在轉(zhuǎn)移二維薄膜之前，對非晶化層進(jìn)行了拋光處理，拋光后非晶化層的表面粗糙度小于10nm；

S3：在非晶化層上轉(zhuǎn)移一層厚度為2～50nm的二維薄膜；所述二維薄膜的材質(zhì)為石墨烯、六方氮化硼、二硫化鎢、二硫化鉬、二硒化鎢、二硒化鉬、二碲化鎢或二碲化鉬；

S4：對二維薄膜進(jìn)行氨化處理；

S5：在氨化處理后的二維薄膜上沉積厚度為20～50nm的AlN緩沖層；

S6：在AlN緩沖層上生長氮化鎵薄膜；

S7：除去多晶氮化鎵基板，得氮化鎵同質(zhì)襯底。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵同質(zhì)襯底制備方法，其特征在于：所述二維薄膜通過機(jī)械轉(zhuǎn)移的方式轉(zhuǎn)移到非晶化層上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵同質(zhì)襯底制備方法，其特征在于，S4中二維薄膜氨化處理的方法為：在高溫氫氣氣氛下對二維薄膜進(jìn)行NH₃刻蝕，刻蝕溫度為900～1100℃，NH₃流量為1000～3000sccm，刻蝕時間為10～30min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵同質(zhì)襯底制備方法，其特征在于，S5中AlN緩沖層的沉積方法包括以下步驟：將經(jīng)過S4處理后的多晶氮化鎵基板放入濺射裝置的濺射腔中，并安裝鋁靶，使鋁靶與基板之間的距離為1～10cm；然后抽真空至濺射腔內(nèi)部氣壓為0.2～0.8Pa，再啟動加熱程序?qū)R射腔加熱至100～400℃；然后通入混合氣體，同時打開鋁靶的控制電源，進(jìn)行鋁靶濺射，在二維薄膜上形成緩沖層；所述混合氣體包括氮?dú)夂蜌鍤?，并且氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為1:1～10:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵同質(zhì)襯底制備方法，其特征在于：S6中氮化鎵薄膜的生長方法為氫化物氣相外延。

6.采用權(quán)利要求1～5 任一項所述的制備方法制備的氮化鎵同質(zhì)襯底。