[发明专利]一种氮化铝膜的制备方法在审

申请号：	201811094398.4	申请日：	2018-09-19
公开（公告）号：	CN109285761A	公开（公告）日：	2019-01-29
发明（设计）人：	刘忠范;慈海娜;高鹏	申请（专利权）人：	北京石墨烯研究院;北京大学
主分类号：	H01L21/02	分类号：	H01L21/02
代理公司：	北京律智知识产权代理有限公司 11438	代理人：	吴娅妮;于宝庆
地址：	100095 北京市海淀区苏家***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	石墨烯纳米片垂直结构氮化铝膜制备氮化铝薄膜缓冲层氮化铝石墨烯原子级平整生长
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【说明书】：

本发明一实施方式提供了一种氮化铝膜的制备方法，包括：提供垂直结构石墨烯纳米片；以及在所述垂直结构石墨烯纳米片上形成氮化铝膜。本发明一实施方式的制备方法，以垂直结构石墨烯纳米片作为氮化铝生长的缓冲层，再在石墨烯缓冲层上形成氮化铝薄膜，能够制得原子级平整、无应力的氮化铝薄膜。

技术领域

本发明涉及氮化铝薄膜，具体为一种可实现原子级平整、无应力的氮化铝膜的制备方法。

背景技术

氮化铝(AlN)是一种具有宽直接带隙的Ⅲ-Ⅴ族半导体，具有高热导率、高机械强度、高化学稳定性和强的抗辐照能力等性质，在光电子、高温大功率器件和高频宽带通讯器件应用方面有着广阔的前景。另外，AlN还可以与氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)混合形成三元或四元化合物，基于此，制备出的光电器件在可见光波长到紫外光波长都有效。

目前工业上采用的是异质外延(以蓝宝石或碳化硅作为衬底)技术采用两步法生长AlN薄膜，即先低温生长AlN作为缓冲层，再生长高温AlN。然而，利用两步法生长氮化铝薄膜，工艺复杂，生产成本高。然而，采用一步法生长的话，氮化铝在蓝宝石基底上成核困难，进一步成膜的难度大大增加。

发明内容

本发明的一个主要目的在提供一种氮化铝膜的制备方法，包括：提供垂直结构石墨烯纳米片；以及在所述垂直结构石墨烯纳米片上形成氮化铝膜。

根据本发明一实施方式，所述石墨烯垂直生长于基底上，所述基底为耐高温玻璃。

根据本发明一实施方式，所述耐高温玻璃选自石英玻璃、蓝宝石玻璃或耐高温硼硅玻璃。

根据本发明一实施方式，所述垂直结构石墨烯纳米片通过直流等离子体增强化学气相沉积形成于所述基底，形成温度为580℃～1000℃。

根据本发明一实施方式，在所述垂直结构石墨烯纳米片的生长过程中，生长时间为3～15分钟；或者所使用的碳源与氢气的流量比为(20～50):20。

根据本发明一实施方式，在所述垂直结构石墨烯纳米片的生长过程中，所施加的功率为80～1000W。

根据本发明一实施方式，在所述垂直结构石墨烯纳米片的生长过程中，气体压强为200～1000Pa。

根据本发明一实施方式，所述氮化铝膜通过金属有机化学气相沉积、分子束外延、氢化物气相外延或溅射法形成。

根据本发明一实施方式，所述氮化铝膜通过高温-金属有机化学气相沉积法生长形成，三甲基铝作为铝源，氨气作为氮源，氮气/氢气作为反应载气。

根据本发明一实施方式，所述氮化铝膜的生长气压为30～100Torr，气体流量为氨气500～2000sccm、三甲基铝50～120sccm，生长温度为1200℃，生长时间2h。