【技术实现步骤摘要】
利用二维氮化硼插入层弛豫氮化物外延结构中应力的方法
本专利技术涉及氮化物外延应力调节技术，具体涉及一种利用二维氮化硼插入层调制氮化物外延结构中应力的方法。
技术介绍
氮化镓GaN基III～V族氮化物半导体是重要的直接带隙宽禁带半导体材料，光学和电学性质良好，在可见光发光二极管LED、短波长激光二极管LD、红外-紫外光电探测器、微波功率器件和电力电子器件等领域具有广阔的应用前景。由于同质衬底匮乏，基于蓝宝石或碳化硅等异质衬底的异质外延技术成为制备氮化物外延结构的主要技术。该技术具有成本低、应用广泛等优点，在氮化镓GaN基半导体光电器件和电子器件领域中广泛应用。但是异质衬底和氮化物外延结构间存在较大的晶格失配和热膨胀系数失配(热失配)，进而在氮化物外延结构中引入较大的失配应力，可能导致以下问题：1.氮化物外延结构中通过形成高密度的失配位错弛豫失配应力，严重降低氮化物外延结构的晶体质量，制约光电器件结构中的载流子复合效率，恶化电子器件结构中的漏电问题；2.随着氮化物外延结构厚度增加，外延结构中失配应力不断积聚，可能在生长或降温过程中导致氮化物外延结构开裂，降低成品率；3...
【技术保护点】
1.一种利用二维氮化硼插入层调制氮化物外延结构中应力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)根据所需要的氮化物外延结构，选择选择具有三重或者六重对称性的并与氮化物外延结构晶格失配和热失配均小于40％的材料作为异质衬底；2)根据氮化物外延结构与异质衬底间晶格失配和热失配程度，设计相应的二维氮化硼BN插入层的形貌、结晶度和厚度，其中，二维氮化硼插入层的形貌为表面具有褶皱，并且二维氮化硼插入层具有高度结晶度；3)采用薄膜沉积技术在三重或者六重对称性的异质衬底上控制生长温度，沉积形成二维氮化硼，通过控制二维氮化硼的沉积时间来控制二维氮化硼的厚度；4)通过高温热退火技术，通过控...
【技术特征摘要】
1.一种利用二维氮化硼插入层调制氮化物外延结构中应力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)根据所需要的氮化物外延结构，选择选择具有三重或者六重对称性的并与氮化物外延结构晶格失配和热失配均小于40％的材料作为异质衬底；2)根据氮化物外延结构与异质衬底间晶格失配和热失配程度，设计相应的二维氮化硼BN插入层的形貌、结晶度和厚度，其中，二维氮化硼插入层的形貌为表面具有褶皱，并且二维氮化硼插入层具有高度结晶度；3)采用薄膜沉积技术在三重或者六重对称性的异质衬底上控制生长温度，沉积形成二维氮化硼，通过控制二维氮化硼的沉积时间来控制二维氮化硼的厚度；4)通过高温热退火技术，通过控制退火时间和温度，在异质衬底上获得具有褶皱形貌和高度结晶度的二维氮化硼插入层；5)对二维氮化硼BN插入层表面进行洁净，并形成B-O悬挂键；6)采用薄膜沉积技术或者气相外延技术，在二维氮化硼BN插入层的表面制备氮化物外延结构。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，氮化物外延结构与异质衬底的晶格失配和热失配按照以下方法计算，晶格失配：异质衬底的面内晶格常数为a，氮化物外延结构最下层结构的面内晶格常数为b，则晶格失配Δ晶格的计算公式为Δ晶格＝0.5×|a-b|/(a+b)；热失配：异质衬底的面内热膨胀系数为c，氮化物外延结构最下层结构的面内热膨胀系数为d，则热失配Δ热的计算公式为Δ热＝0.5×|c-d|/(c+d)。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，形貌为表面具有褶皱是指是指二维氮化硼插入层的表面由凸起分为多个区域，每个区域的面积为平方微米级，每个区域内的表面平坦，相邻的区域之间具有凸起，凸起的高度为1～10nm，从而使得二维氮化硼插入层的形貌为表面具有褶皱。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，结晶度...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新强，刘放，沈波，吴洁君，荣新，郑显通，盛博文，盛珊珊，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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