[發明專利]基于斜切角襯底的Ⅲ族氧化物薄膜制備方法及其外延片

有效

• 申請號: 202110759245.2
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113471064B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 孫海定;方師;汪丹浩;梁方舟
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L31/0216
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，包括：

在具有斜切角的連續臺階形襯底(1)上外延緩沖層(2)；

在所述緩沖層(2)上制備外延層(3)；

其中，所述外延層(3)為單晶III族氧化物薄膜，所述緩沖層(2)和所述襯底(1)異質，所述緩沖層(2)和所述外延層(3)同質；

控制所述緩沖層(2)的生長速率，在所述襯底(1)上生長連續臺階形的所述緩沖層(2)或者平整的所述緩沖層(2)；以及，

在所述緩沖層(2)上制備連續臺階形的所述外延層(3)或者平整的所述外延層(3)。

2.根據權利要求1所述的基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，所述在具有斜切角的連續臺階形襯底(1)上外延緩沖層(2)包括：

在所述襯底(1)上制備圖形化的納米柱和/或納米孔，其中，所述納米柱和/或納米孔的直徑為10-1000nm，所述納米柱和/或納米孔的深度或高度為10-1000nm。

3.根據權利要求1所述的基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，所述緩沖層(2)的生長速率為0.1nm/h～10μm/h。

4.根據權利要求1所述的基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，在具有0.1～15°斜切角的所述襯底(1)上外延所述緩沖層(2)。

5.根據權利要求1所述的基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，外延材料為(B_xAl_yGa_1-x-y)₂O₃或(In_xAl_yGa_1-x-y)₂O₃或(In_xGa_1-x)₂O₃或(Al_xGa_1-x)₂O₃的所述緩沖層(2)，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；制備材料為(B_x1Al_y1Ga_1-x1-y1)₂O₃，(In_x1Al_y1Ga_1-x1-y1)₂O₃，(In_x1Ga_1-x1)₂O₃和(Al_x1Ga_1-x1)₂O₃中的任意一項及其組合為異質結的所述外延層(3)，其中，0≤x1≤1，0≤y1≤1。

6.根據權利要求1所述的基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，所述在具有斜切角的連續臺階形襯底(1)上外延緩沖層(2)包括：

對所述襯底(1)進行合金化和/或摻雜處理。

7.根據權利要求1所述的基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，所述在具有斜切角的連續臺階形襯底(1)上外延緩沖層(2)包括：

采用有機源或金屬氣體與氧源氣體反應外延所述緩沖層(2)，其中，先通入所述有機源或金屬氣體1秒～60分鐘后，再通入所述氧源氣體。

8.根據權利要求7所述的基于斜切角襯底的III族氧化物薄膜制備方法，其特征在于，采用氣態三甲基鋁和/或三甲基鎵和/或三甲基銦和/或三乙基鋁和/或三乙基鎵和/或三乙基銦和/或硼酸三乙酯(TEB)和/或金屬鋁和/或金屬Ga和/或金屬In與氧氣和/或水蒸氣和/或一氧化二氮反應來外延所述緩沖層(2)。