一种氧化镓半导体叠层结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氧化镓半导体叠层结构。所述氧化镓半导体叠层结构包括图形化蓝宝石衬底和生长在图形化蓝宝石衬底上的氧化镓结晶膜；所述氧化镓为纯ε相或纯α相氧化镓；所述图形化蓝宝石衬底的实际表面和c晶面存在0°‑10°的偏离角，所述图形化蓝宝石衬底厚度为400微米至2毫米；所述图形化蓝宝石衬底的图形形状为沟槽形、六边形、三边形、半球形、圆锥形、金字塔形、圆台形、六棱锥、三棱锥或三棱台形中的一种或多种，图形结构高度为100纳米至2微米。本发明专利技术解决了异质衬底上生长ε相或α相氧化镓过程中易产生混相的问题，能够在异质衬底上获得纯ε相氧化镓或纯α相氧化镓。

A Gallium Oxide Semiconductor Laminated Structure and Its Preparation Method

The invention provides a gallium oxide semiconductor laminated structure. The gallium oxide semiconductor stacking structure comprises a graphical sapphire substrate and a gallium oxide crystalline film grown on the graphical sapphire substrate; the gallium oxide is pure epsilon phase or pure alpha phase gallium oxide; the actual surface of the graphical sapphire substrate and the C crystal face have a deviation angle of 0 10, and the thickness of the graphical Sapphire substrate is 400 microns to 2 millimeters; The shape of the substrate is one or more of groove, hexagon, triangle, hemisphere, cone, pyramid, circular, hexagonal, triangular or triangular, and the height of the structure is 100 nanometers to 2 microns. The invention solves the problem of easy miscibility in the process of growth of gallium oxide with epsilon phase or alpha phase on heterogeneous substrates, and can obtain pure gallium oxide with epsilon phase or pure gallium oxide with alpha phase on heterogeneous substrates.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化镓半导体叠层结构及其制备方法
本专利技术属于半导体材料与半导体光电器件
，主要涉及一种含有氧化镓结晶膜的叠层结构及其制备方法。
技术介绍
近年来，以氮化镓、碳化硅为代表的宽禁带半导体材料作在制备高功率、高频器件等方面有广泛应用。而氧化镓的带隙比氮化镓和碳化硅更高，有更高的击穿电压。且氧化镓的巴利加优值作为低损失性指标，是氮化镓和碳化硅的四倍多，说明氧化镓材料在大功率电子器件上将有更好的器件性能。按晶体结构分类，氧化镓有多种同分异构体，分别被记为α-、β-、γ-、δ-、ε-。其中单斜晶系的β相是最稳定的，其他相经过高温处理可以转变为β相。目前，采用熔体法生长出的氧化镓单晶衬底为β相，在同质衬底上生长易得到高质量的氧化镓结晶膜。但同质衬底价格昂贵，不适合未来工业化量产。因此人们开始探索在廉价的蓝宝石或硅衬底上生长出高质量的氧化镓结晶膜的方法。α相和ε相氧化镓都是六方结构，适合在c面蓝宝石上生长。专利CN106415845A和专利CN108597985A申请文件所获得的分别为异质衬底上的α相和ε相氧化镓。但由于β相是最稳定的，因此采用不合理的方法制备容易获得含有β相的β和ε混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述氧化镓半导体叠层结构包括图形化蓝宝石衬底和生长在图形化蓝宝石衬底上的氧化镓结晶膜；所述图形化蓝宝石衬底的实际表面和c晶面存在0°‑10°的偏离角，所述图形化蓝宝石衬底厚度为400微米至2毫米；所述图形化蓝宝石衬底的图形形状为沟槽形、六边形、三边形、半球形、圆锥形、金字塔形、圆台形、六棱锥、三棱锥或三棱台形中的一种或多种，图形结构高度为100纳米至2微米。

【技术特征摘要】
1.一种氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述氧化镓半导体叠层结构包括图形化蓝宝石衬底和生长在图形化蓝宝石衬底上的氧化镓结晶膜；所述图形化蓝宝石衬底的实际表面和c晶面存在0°-10°的偏离角，所述图形化蓝宝石衬底厚度为400微米至2毫米；所述图形化蓝宝石衬底的图形形状为沟槽形、六边形、三边形、半球形、圆锥形、金字塔形、圆台形、六棱锥、三棱锥或三棱台形中的一种或多种，图形结构高度为100纳米至2微米。2.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述图形化蓝宝石衬底可由干法刻蚀、湿法刻蚀、激光切割中的一种或多种方法制得。3.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述图形化蓝宝石衬底的图形结构为无序随机排列或有序排列，其中有序排列包括一维条形排列、二维正方格子排列、二维六角密堆积排列或二维准晶排列。4.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述图形化蓝宝石衬底的图形结构高度为900纳米至1.5微米。5.根据权利要求1所述氧化镓半导体叠层结构，其特征在于，所述氧化镓结晶膜为纯ε相氧化镓或纯α相氧化镓。6.根据权利要求1所述氧化镓半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钢，李泽琦，陈梓敏，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44