[发明专利]一种生长在金属Al衬底上的AlN薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种生长在金属Al衬底上生长的AlN薄膜及其制备方法和应用，所述生长在金属Al衬底上生长的AlN薄膜包括Al衬底，Al衬底的(111)面为外延面上生长的Al2O3保护层以及在Al2O3保护层上外延生长的AlN薄膜层，其中Al2O3保护层与AlN薄膜层晶体外延取向关系为AlN(0001)//Al2O3(0001)//Al(111)。本发明通过选择合适的晶体取向，Al(111)衬底上获得的高质量AlN外延薄膜，用于提高氮化物器件效率。本发明主要应用在声波谐振器、逻辑电路、发光二极管、光电薄膜器件，太阳能电池、光电二极管、光电探测器、激光器等的介电层薄膜。

主权项

一种生长在金属Al衬底上的AlN薄膜，其特征在于：其包括Al衬底，Al衬底的(111)面为外延面上生长的Al2O3保护层以及在Al2O3保护层上外延生长的AlN薄膜层，其中Al2O3保护层与AlN薄膜层晶体外延取向关系为AlN(0001)//Al2O3(0001)//Al(111)；所述生长在金属Al衬底上的AlN薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)衬底的处理：选择金属Al做衬底，并对衬底表面抛光、清洗、退火处理；2)保护层生长：采用Al衬底的(111)面为外延面，在经过步骤1)处理后的金属Al衬底上铺一层Al层，待衬底温度为650‑750℃时通入O2至形成Al2O3层，保温，获得一层Al2O3保护层；3)外延生长AlN薄膜：采用脉冲激光沉积在Al2O3保护层表面生长出AlN薄膜，其中，Al2O3保护层与AlN薄膜层晶体外延取向关系为AlN(0001)//Al2O3(0001)//Al(111)。