一种提高氮化硼二维材料结晶质量的外延生长方法技术

本发明专利技术公开一种提高氮化硼二维材料结晶质量的外延生长方法，基于金属有机物化学气相沉积(MOCVD)等材料外延生长方式，通过在单晶衬底表面生长氮化铝过渡层，提升衬底表面催化活性，降低后续氮化硼二维材料成核所需的活化能；引入氮化硅隔离层，降低氮化硼二维材料来自衬底的杂质引入；并在氮化铝过渡层/氮化硼二维材料界面引入气流零过渡工艺，降低界面温场、流场的扰动来改善氮化硼二维材料的有序成核，提升结晶质量。此种外延生长方法能够实现表面平整、结晶质量较高的氮化硼二维材料，促进氮化硼基深紫外光电器件、范德华异质结等新型器件性能的提升。型器件性能的提升。型器件性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种提高氮化硼二维材料结晶质量的外延生长方法


[0001]本专利技术属于半导体外延材料
，特别涉及一种提高氮化硼二维材料结晶质量的外延生长方法。

技术介绍

[0002]当前限制深紫外光电器件性能的一个关键“卡脖子”技术是常规V/III族氮化物的P型掺杂效率偏低，致使V/III族氮化物P型重掺杂外延工艺实现难度大。有研究表明，相比于常规V/III族氮化物材料，如氮化铝、氮化镓等，氮化硼材料中镁掺杂所需的激活能较低，即P型重掺杂宽禁带氮化硼材料的工艺实现难度较低，因此基于氮化硼材料易于实现高性能深紫外光电器件的研制；氮化硼与石墨烯原子结构相似，且与石墨烯晶格失配仅为1.7％，因此可作为石墨烯生长的理想衬底，有报道称在氮化硼衬底上生长的石墨烯迁移率能达到1.4*105cm2/(V
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s)，为迄今最高；氮化硼二维材料因表面无悬挂键，具有原子层级的平整表面，因此可作为顶栅
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石墨烯场效应管的介质层，能够显著降低石墨烯与介质界面的陷阱及杂质浓度，抑制光学声子散射，大幅提升器件性能；此外，氮化硼二维材料与石墨烯等二维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高氮化硼二维材料结晶质量的外延生长方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，选取单晶衬底，置于MOCVD设备内基座上；步骤2，设置反应室压力50～100torr，通入H2，升温至1000～1100℃，烘烤衬底5～15分钟，去除衬底表面沾污；步骤3、在H2气氛下设定反应室压力30～150torr，设定温度900～1300℃，通入NH3并保持1～20分钟，对衬底表面进行氮化处理；步骤4、保持反应室压力及温度不变，关闭NH3的同时通入铝源，持续供铝5～25秒；然后关闭铝源的同时通入NH3，持续供氨5～25秒；重复进行铝源和NH3分时供应的脉冲工艺，生长10～100nm厚氮化铝过渡层，关闭铝源；在氮化铝过渡层生长期间，通过调整NH3和铝源流量，使NH3和铝源的摩尔比值达到N1；步骤5，保持反应室压力、温度及气体流量不变，通入金属有机硼源，并通过调整硼源流量，使NH3和硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传皓，李忠辉，彭大青，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：