一种适用于Ⅲ族氮化物外延生长的石墨烯蓝宝石衬底制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于Ⅲ族氮化物外延生长的石墨烯蓝宝石衬底。该衬底的制备方法包括对蓝宝石衬底进行石墨烯化学气相沉积的步骤；其中，所述方法还包括：在所述化学气相沉积步骤之后对体系进行等离子体处理的步骤。所述等离子体处理具体可为氧等离子体处理、氮等离子体处理或氩等离子体处理。本发明专利技术可以实现Ⅲ族氮化物薄膜的快速高效制备，直接大幅度降低了Ⅲ族氮化物薄膜生产成本。得到的Ⅲ族氮化物可以进一步加工成LED器件，基于石墨烯非常好的热导率，制成的LED芯片可以避免使用过程中的过热问题。

A kind of graphene sapphire substrate suitable for the epitaxy growth of III nitride

The invention discloses a kind of graphene sapphire substrate suitable for the epitaxial growth of nitrides in the third group. The preparation method of the substrate includes the steps of graphene chemical vapor deposition on sapphire substrate, and the method also includes: after the chemical vapor deposition step, the plasma treatment process of the system is carried out. The plasma treatment can be described as an oxygen plasma treatment, a nitrogen plasma treatment or an argon plasma treatment. The invention can realize the rapid and efficient preparation of the nitride film of the third nationality, and directly reduce the production cost of the nitride film of the III nationality. The obtained group III nitrides can be further processed into LED devices. Based on the excellent thermal conductivity of graphene, the LED chip can avoid overheating during operation.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于Ⅲ族氮化物外延生长的石墨烯蓝宝石衬底
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种适用于Ⅲ族氮化物外延生长的石墨烯蓝宝石衬底。
技术介绍
Ⅲ族氮化物包含氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)及其合金等具有直接带隙的半导体。由于禁带宽度可调且理论上发光波段可覆盖整个可见光区，以及其化学性质稳定、抗辐照性强、击穿电压高等特点广泛被应用于发光二极管、激光器以及高速电子器件。目前传统的制备工艺主要是用金属有机化学气相沉积(Metalorganicchemicalvapordeposition，MOCVD)方法在蓝宝石衬底上采用两步法沉积制备，过程耗时较长。并且传统蓝宝石衬底的导热性差，在将其加工成LED等器件使用时，会产生大量的热量无法散掉，特别是对面积较大的大功率器件，将导致整个器件量子效率降低，性能变差；与此同时在蓝宝石衬底上生长的Ⅲ族氮化物与衬底之间作用力很强，难以实现向其他衬底转移，限制了其在柔性器件中的应用。石墨烯是由碳原子以sp2杂化形成的六角蜂窝状平面薄膜材料，具有非常好的导热性、良好的机械强度、超高的载流子迁移率、优异的导电性和与层数相关的高透光性等独特性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备石墨烯蓝宝石衬底的方法，包括对蓝宝石衬底进行石墨烯化学气相沉积的步骤；其特征在于：所述方法还包括：在所述化学气相沉积步骤之后对体系进行等离子体处理的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种制备石墨烯蓝宝石衬底的方法，包括对蓝宝石衬底进行石墨烯化学气相沉积的步骤；其特征在于：所述方法还包括：在所述化学气相沉积步骤之后对体系进行等离子体处理的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述等离子体处理为氧等离子体处理、氮等离子体处理或氩等离子体处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述氧等离子体处理中，温度为常温；压强为10-2000Pa；氧气的流量为10-100sccm或15sccm；功率为50-200W或90W；时间为5-30s或20s；所述氮等离子体处理中，温度为常温；压强为10-2000Pa；氮气的流量为10-100sccm或15sccm；功率为50-200W或90W；时间5-60s或30s；所述氩等离子体处理中，温度为常温；压强为10-2000Pa；氩气的流量为10-100sccm或15sccm；功率为50-200W或90W；时间5-60s或10s。4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：所述石墨烯化学气相沉积中，化学气相沉积的方法为常压化学气相沉积、低压化学气相沉积或等离子体增强化学气相沉积。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述常压化学气相沉积中，碳源为甲烷或乙烯；沉积温度为1000℃-1100℃或1050℃；沉积压强为常压；载气为由氩气和氢气组成的混合气，其中氩气与氢气的流量比为1-10:1或5：1；氩气的流量具体为100-1000sccm或500sccm；氢气的流量为50-500sccm或100sccm；碳源的流量为10-50sccm或20sccm；沉积时间为0.5h-5h或3h；所述低压化学气相沉积中，碳源为乙醇蒸汽；沉积温度为1000℃-1100℃或1080℃；沉积压强为200-5000Pa；载气为由氩气和氢气组成的混合气，其中氩气与氢气的流量比为1-10:1或5：1；氩气的流量具体为100-1000sccm或500sccm；氢气的流量为50-500sccm或100sccm；碳源的流量为100-5000sccm；碳源的分压为100-500Pa；沉积时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠范，陈召龙，高鹏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11