[发明专利]一种具有自组装模板的AlGaN复合薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有自组装模板的AlGaN复合薄膜，其特征在于，所述具有自组装模板的AlGaN薄膜由下至上依次设置有蓝宝石衬底、AlN低温缓冲层、高温AlN层、AlGaN自组装模板层和高温AlGaN薄膜层；

所述AlGaN自组装模板层由紧贴设置的AlInGaN薄膜层和AlGaN低温层升温退火至In升华后制得，且升温退火前所述AlInGaN薄膜层位于靠近所述高温AlN层一侧，所述AlGaN低温层位于靠近所述高温AlGaN薄膜层一侧；

所述升温退火的具体步骤为下列任意一种：

(1)于氢气氛围下，升温至800～1300℃，气压为50Torr，保温1～30min；

(2)于氮气氛围下，升温至800～1400℃，气压为50Torr，保温1～30min。

2.根据权利要求1中所述的具有自组装模板的AlGaN复合薄膜，其特征在于，于所述升温退火前，所述AlInGaN薄膜层的厚度为1～500nm，其中In的质量占比为1～30％，Al的质量占比为30～90％。

3.根据权利要求1中所述的具有自组装模板的AlGaN复合薄膜，其特征在于，于所述升温退火前，所述AlGaN低温层的厚度为1～500nm，其中Al的质量占比为30～90％。

4.一种如权利要求1～3中任一所述具有自组装模板的AlGaN复合薄膜的制备方法，其特征在于，其步骤包括：

S1、采用金属有机化学气相沉积法进行薄膜制备，对蓝宝石衬底进行氮化预处理，得到预处理后的蓝宝石衬底；

S2、降温至400～800℃，于所述预处理后的蓝宝石衬底上生长AlN低温缓冲层，且所述AlN低温缓冲层的生长厚度为10～50nm；

S3、升温至1100～1400℃，于所述AlN低温缓冲层上生长高温AlN层；

S4、降温至400～1100℃，调节V/III比为50至10000，于所述高温AlN层上生长AlInGaN薄膜层，其中In的质量占比为1～30％；

S5、调温至200～1200℃，调节V/III比为50至10000，于所述AlInGaN薄膜层上生长AlGaN低温层；

S6、进行升温退火处理至In升华，得到AlGaN自组装模板层；

S7、调温至900～1200℃，于所述AlGaN自组装模板层上生长高温AlGaN薄膜层。

5.根据权利要求4中所述的具有自组装模板的AlGaN复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中对蓝宝石衬底进行氮化预处理的具体步骤为：

于氢气氛围下，升温至900～1100℃，对所述蓝宝石衬底烤制5min；

保持900～1100℃，通入氨气对所述蓝宝石衬底处理5min。

6.根据权利要求4中所述的具有自组装模板的AlGaN复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述S4步骤中，所述AlInGaN薄膜层的生长厚度为1～500nm，且其中Al的质量占比为30～90％。

7.根据权利要求4中所述的具有自组装模板的AlGaN复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述S5步骤中，所述AlGaN低温层的生长厚度为1～500nm，且其中Al的质量占比为30～90％。

8.根据权利要求4中所述的具有自组装模板的AlGaN复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述S6步骤中，所述升温退火的具体步骤为下列任意一种：

(1)于氢气氛围下，升温至800～1300℃，气压为50Torr，保温1～30min；

(2)于氮气氛围下，升温至800～1400℃，气压为50Torr，保温1～30min。

9.根据权利要求4中所述的具有自组装模板的AlGaN复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述高温AlN层的生长厚度为100～10000nm。