[发明专利]一种氧化镓半导体叠层结构及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述氧化镓半导体叠层结构包括图形化蓝宝石衬底和生长在图形化蓝宝石衬底上的氧化镓结晶膜；所述图形化蓝宝石衬底的实际表面和c晶面存在0°-10°的偏离角，所述图形化蓝宝石衬底厚度为400微米至2毫米；所述图形化蓝宝石衬底的图形形状为沟槽形、六边形、三边形、半球形、圆锥形、金字塔形、圆台形、六棱锥、三棱锥或三棱台形中的一种或多种，图形结构高度为100纳米至2微米；所述氧化镓结晶膜为纯ε相氧化镓或纯α相氧化镓。

2.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述图形化蓝宝石衬底可由干法刻蚀、湿法刻蚀、激光切割中的一种或多种方法制得。

3.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述图形化蓝宝石衬底的图形结构为无序随机排列或有序排列，其中有序排列包括一维条形排列、二维正方格子排列、二维六角密堆积排列或二维准晶排列。

4.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述图形化蓝宝石衬底的图形结构高度为900纳米至1.5微米。

5.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述氧化镓结晶膜厚度高于图形化蓝宝石衬底的图形结构高度，且氧化镓结晶膜厚度低于20微米。

6.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述氧化镓结晶膜含有掺杂剂；所述掺杂剂为锡、硅、锗、镁、锌、铁、氮七种元素中的一种或多种的混合。

7.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述氧化镓半导体结晶膜是无掺杂的氧化镓结晶膜和含有任意一种或多种掺杂剂的氧化镓结晶膜按照任意数量和顺序叠加而成。

8.权利要求1-7任一所述氧化镓半导体叠层结构的制备方法，包括如下步骤：

S1：对图形化蓝宝石衬底进行化学清洗；

S2：操控化学气相沉积设备，将图形化蓝宝石衬底送入反应室，并让托盘旋转，准备进行氧化镓结晶膜的外延生长；

S3：反应室升温至400-850摄氏度，然后通入载气，并将反应室内压力控制在5-500Torr；

S4：稳定生长参数后，向反应室通入镓源和氧源，实现氧化镓结晶膜的外延生长；

S5：当氧化镓结晶膜生长结束后，降温后取样，即得。

9.根据权利要求8所述氧化镓半导体叠层结构的制备方法，其特征在于，S2所述托盘转速为100-1000转/分钟。