一种生长在金属铝衬底上的AlN薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生长在金属铝衬底上的AlN薄膜及其制备方法和应用，所述生长在金属铝衬底上的AlN薄膜包括金属Al衬底、生长在金属Al衬底上的AlN氮化层以及生长在AlN氮化层上的AlN薄膜；所述金属Al衬底以(111)面偏(100)方向0.5～1°为外延面，晶体外延取向关系为AlN(0001)//Al(111)。本发明专利技术采用的脉冲激光沉积法生长AlN薄膜，降低AlN薄膜的生长温度，提高AlN薄膜的质量。本发明专利技术所述的生长在金属铝衬底上的AlN薄膜在主要应用于LED器件以及光电探测器领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种生长在金属铝衬底上的AlN薄膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及AlN薄膜，具体涉及一种生长在金属铝衬底上的AlN薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
AlN是一种III族化合物，一般以六方晶系中的纤锌矿结构存在，有许多优异的性能，如高的热传导性、低的热膨胀系数、高的电绝缘性质、高的介质击穿强度、优异的机械强度、优异的化学稳定性和低毒害性、良好的光学性能等。由于AlN有诸多优异性能，带隙宽、极化强，禁带宽度为6.2eV，使其在电子器件、集成电路封装、光学膜及散热装置中都有广泛的应用AlN薄膜必须具有较高的结晶质量，才能满足以上多方面的应用。目前AlN薄膜器件大都是生长在蓝宝石衬底上。首先，AlN和蓝宝石的存在较大的晶格失陪度，导致外延AlN薄膜过程中形成很高的位错密度，从而降低了AlN的性能；其次，AlN与蓝宝石之间的热失配度较大，当外延层生长结束后，器件从外延生长的高温冷却至室温过程会产生很大的压应力，容易导致薄膜和衬底的龟裂。最后，由于蓝宝石的热导率低(100℃时为25W/m·K)，很难将芯片内产生的热量及时排出，导致热量积累，使器件的内量子效率降低，最终影响器件的性能。因此迫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生长在金属铝衬底上的AlN薄膜，其特征在于：其包括金属Al衬底、生长在金属Al衬底上的AlN氮化层以及生长在AlN氮化层上的AlN薄膜；所述金属Al衬底以(111)面偏(100)方向0.5～1°为外延面，晶体外延取向关系为AlN(0001)//Al(111)。

【技术特征摘要】
1.一种生长在金属铝衬底上的AlN薄膜，其特征在于：其包括金属Al衬底、生长在金属Al衬底上的AlN氮化层以及生长在AlN氮化层上的AlN薄膜；所述金属Al衬底以(111)面偏(100)方向0.5～1°为外延面，晶体外延取向关系为AlN(0001)//Al(111)；所述AlN薄膜是采用如下步骤制备而成：(1)衬底以及其晶向的选取：采用金属Al衬底，以(111)面偏(100)方向0.5～1°为外延面；(2)衬底处理：将金属Al衬底表面抛光、清洗以及退火处理；(3)AlN氮化层的外延生长：衬底温度调为500～600℃，在反应室的压力为6.0～7.2×10-5Pa的氮的等离子体气氛内，用氮的等离子体氮化处理金属Al衬底，在金属Al衬底表面生成一层AlN氮化层；(4)AlN薄膜的外延生长：采用脉冲激光沉积生长工艺，在步骤(3)得到的AlN氮化层上生长AlN薄膜。2.根据权利要求1所述的AlN薄膜，其特征在于：所述AlN氮化层的厚度为5～10nm。3.根据权利要求1所述的AlN薄膜，其特征在于：所述AlN薄膜的厚度为100～300nm。4.一种如权利要求1-3任一项所述的生长在金属Al衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)衬底以及其晶向的选取：采用金属Al衬底，以(111)面偏(100)方向0.5～1°为外延面；(2)衬底处理：将金属Al衬底表面抛光、清洗以及退火处理；(3)AlN氮化层的外延生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：广州市众拓光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44