[发明专利]一种氮化镓同质衬底及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化镓同质衬底制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制备多晶氮化镓基板，并在基板表面涂布厚度为10～100nm的金属镓薄膜，然后氨化处理，在金属镓薄膜上形成镓膜氨化层；制备多晶氮化镓基板的方法包括以下步骤：将氮化镓多晶粉末压制成厚度为1～10mm的薄板，然后在45～55MPa、950～1050℃条件下烧结25～35h，得多晶氮化镓基板；

S2：对经过S1处理后的基板进行非晶化处理，使镓膜氨化层转化成厚度为3～120nm的非晶化层；非晶化处理的方法为激光熔凝，熔凝过程中激光的能量密度为100～120kW/cm²；在转移二维薄膜之前，对非晶化层进行了抛光处理，抛光后非晶化层的表面粗糙度小于10nm；

S3：在非晶化层上转移一层厚度为2～50nm的二维薄膜；所述二维薄膜的材质为石墨烯、六方氮化硼、二硫化钨、二硫化钼、二硒化钨、二硒化钼、二碲化钨或二碲化钼；

S4：对二维薄膜进行氨化处理；

S5：在氨化处理后的二维薄膜上沉积厚度为20～50nm的AlN缓冲层；

S6：在AlN缓冲层上生长氮化镓薄膜；

S7：除去多晶氮化镓基板，得氮化镓同质衬底。

2.根据权利要求1所述的氮化镓同质衬底制备方法，其特征在于：所述二维薄膜通过机械转移的方式转移到非晶化层上。

3.根据权利要求1所述的氮化镓同质衬底制备方法，其特征在于，S4中二维薄膜氨化处理的方法为：在高温氢气气氛下对二维薄膜进行NH₃刻蚀，刻蚀温度为900～1100℃，NH₃流量为1000～3000sccm，刻蚀时间为10～30min。

4.根据权利要求1所述的氮化镓同质衬底制备方法，其特征在于，S5中AlN缓冲层的沉积方法包括以下步骤：将经过S4处理后的多晶氮化镓基板放入溅射装置的溅射腔中，并安装铝靶，使铝靶与基板之间的距离为1～10cm；然后抽真空至溅射腔内部气压为0.2～0.8Pa，再启动加热程序将溅射腔加热至100～400℃；然后通入混合气体，同时打开铝靶的控制电源，进行铝靶溅射，在二维薄膜上形成缓冲层；所述混合气体包括氮气和氩气，并且氮气和氩气的体积比为1:1～10:1。

5.根据权利要求1所述的氮化镓同质衬底制备方法，其特征在于：S6中氮化镓薄膜的生长方法为氢化物气相外延。

6.采用权利要求1～5 任一项所述的制备方法制备的氮化镓同质衬底。