[发明专利]一种自支撑金刚石衬底异质结构及制备方法

权利要求书

1.一种自支撑金刚石衬底异质结构，其特征在于，从上到下依次包括TiN抗腐蚀保护层、AZO透明导电薄膜、VO₂材料层、p-GaN材料层、AZO透明导电薄膜层、自支撑金刚石衬底。

2.一种自支撑金刚石衬底异质结构的制备方法，其特征在于，在自支撑金刚石衬底依次制备AZO透明导电薄膜、p-GaN材料层、VO₂材料层、AZO透明导电薄膜和TiN抗腐蚀保护层。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，AZO透明导电薄膜的制备包括：将自支撑金刚石衬底先用离子水超声波清洗10分钟后，吹干送入磁控溅射反应室，在1.0×10^-3Pa真空的条件下，在其自支撑金刚石衬底沉积制备AZO透明导电电极。其工艺参数条件是：氩气和氧气作为混合气体反应源，其氩气和氧气流量比4:1-10:1，反应溅射氧化锌掺杂铝靶材的纯度为99.9％，制备温度为200℃～400℃，制备时间为60～100分钟。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在AZO透明导电薄膜制备p-GaN材料层包括：采用等离子体增强有机物化学气相沉积系统制备P型GaN材料，将真空抽至1.0×10^-4Pa真空的条件下，三甲基镓和氮气作为反应源，掺杂二茂镁来实现GaN材料P型掺杂，其中TMGa流量为1.0～1.5sccm，Cp₂Mg流量为0.5～1.0sccm，氮气流量为100～150sccm，沉积温度为400℃～600℃，沉积时间为180min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在p-GaN材料层制备VO₂材料层包括：在磁控溅射系统沉积制备VO₂，在1.0×10-3Pa真空的条件下，制备VO₂材料层，其工艺参数条件是：氩气和氧气作为混合气体反应源，其氩气和氧气流量比3:1～8:1，反应溅射二氧化钒靶材的纯度为99.9％，制备温度为100℃～300℃，制备时间为200～300分钟。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在VO₂材料层上通过磁控溅射制备，将真空抽到1.0×10-3Pa真空的条件下，制备AZO透明导电电极，其工艺参数条件是：氩气和氧气作为混合气体反应源，其氩气和氧气流量比5:1～7:1，反应溅射氧化锌掺杂铝靶材的纯度为99.9％，制备温度为100℃～300℃，制备时间为30～60分钟。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在AZO透明导电电极上通过磁控溅射设备制备TiN抗腐蚀保护涂层，其工艺参数条件是：氮气作为气体反应源，其氮气流量为30～80sccm，反应溅射氮化钛靶材的纯度为99.99％，衬底温度为100℃～400℃，制备时间为20～50分钟。