高质量III-V族化合物衬底及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高质量III

【技术实现步骤摘要】
高质量III
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V族化合物衬底及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高质量III
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V族化合物衬底及其制备方法，属于半导体材料制备


技术介绍

[0002]近来III
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V族化合物半导体材料在光电子器件、光电集成、超高速微电子器件和超高频微波器件及电路上得到重要应用，有广阔前景。
[0003]GaN材料可应用于制备高频、高功率、耐高温的微电子器件，实现发光波长覆盖整个可见光波段的光电子器件，在航空航天军事领域以及日常照明与显示等商业领域具有巨大的应用前景。
[0004]目前较成熟的制备GaN材料的HVPE与MOCVD外延都是异质衬底上生长的外延技术，由于衬底与外延层间的晶格与热膨胀失配导致外延生长的晶体材料位错密度较高及应力较大，容易出现翘曲裂纹等现象，影响器件的工作效率及寿命，制约了其在半导体电子领域中的应用；GaN单晶衬底材料同质外延可以大大提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命和发光效率，因此迫切需要高质量的GaN单晶材料，从而剥离出GaN衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高质量III
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V族化合物衬底的制备方法，其特征在于，包括：提供包含均匀分散纳米材料的III族金属有机源混合前驱体；将所述III族金属有机源混合前驱体涂覆于衬底上，得到III族金属有机源混合前驱体涂覆层，之后将具有III族金属有机源混合前驱体涂覆层的衬底置于MOCVD反应腔室中，通入III族金属有机源，在V族元素源和还原性气体的混合气氛中进行退火重结晶，从而形成均匀分布的纳米材料和III
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V族化合物纳米生长结构，继续生长III
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V族化合物，得到III
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V族化合物模板层；在所述III
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V族化合物模板层上生长形成III
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V族化合物厚膜层，制得高质量III
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V族化合物衬底。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述纳米材料包括零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料中的任意一种或多种的组合；和/或，所述混合前驱体中纳米材料与III族金属有机源的质量比小于1∶1；和/或，所述纳米材料的形态包括纳米微粒、纳米线、纳米膜、纳米块体中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述纳米材料包括金属纳米材料、非金属无机纳米材料、有机化合物纳米材料中的任意一种或两种以上的组合。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述纳米材料包括Si3N4、SiO2、GaN、AlN、InN、SiC、ScAlN、Al2O3、Si、C、TiC、TiN、WC、WC
‑
C
O
、B4C、BN、TiB2、LaF3、MoS2、ZrB2、ZnS、ZnSe、ZnO、Fe3O4、Ta2O5、SnO2、TiO2、ZrO2、Ni、Au、Ag、Fe、Co、Mn、Ti、Mg、Al、Ga、In、聚苯乙烯、钙钛矿、石墨烯中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述纳米材料的直径为5～500nm。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述纳米材料包括SiN、SiO2、GaN、AlN、InN、SiC、ScAlN、Al2O3、Si、C、TiC、TiN、BN、ZnS、ZnSe、ZnO、TiO2、Ni、Au、Ag、Fe、Co、Mn、Ti、Mg、Al、石墨烯中的任意一种或两种以上的组合。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述纳米材料包括Si3N4、SiO2、GaN、AlN、SiC、ScAlN、Al2O3、TiO2、Ni、Al、Ga、石墨烯中的任意一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述III族金属有机源所含III族元素包括铟、镓、铝中的任意一种或两种以上的组合；所述III族金属有机源包括III族有机化合物源，所述III族有机化合物源包括铟源、镓源、铝源中的任意一种或两种以上的组合；所述铟源包括三甲基铟、三乙基铟、二甲基乙基铟中的任意一种或两种以上组合，镓源包括三甲基镓、三乙基镓、三异丙基镓...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫其昂，王国斌，
申请(专利权)人：江苏第三代半导体研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：