高质量氮化物薄膜的远程外延生长方法、复合衬底及应用技术

本发明专利技术公开了一种高质量氮化物薄膜的远程外延生长方法、复合衬底及应用。所述复合衬底包括衬底、压电极化层以及二维材料层；衬底与压电极化层的界面产生应力，且压电极化层的厚度低于临界厚度，以产生压电极化效应，产生的压电极化方向与衬底和压电极化层的自发极化方向相同；二维材料层的材质用于远程外延。本发明专利技术通过在衬底和二维材料层之间设置压电极化层，应力作用使其形成与衬底和压电极化层的自发极化方向相同的压电极化场，进而增强了极性衬底的整体极性，更有利于极性穿透二维材料层而作用于氮化物薄膜的外延生长过程，避免了二维材料层削弱衬底极性导致的晶体质量问题，从而有利于获得低应力、低缺陷密度、可剥离的高质量氮化物薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氮化物半导体材料，尤其涉及一种高质量氮化物薄膜的远程外延生长方法、复合衬底及应用。

技术介绍

1、氮化镓（gan）和氮化铝（aln）等宽禁带半导体材料，作为第三代半导体材料的代表，具备诸多优越特性，包括宽禁带宽度、高击穿场强、优异的热导率和电子迁移率等。这些特点使得它们成为未来新一代光电子、功率电子和高频微电子领域的核心基础，也被广泛视为制备光电器件和大功率电力电子器件的理想材料。

2、通常，目前主流的外延氮化物薄膜的技术仍为异质外延，即在蓝宝石（al2o3）、碳化硅（sic）、硅（si）等为衬底进行外延生长。然而，由于异质外延中较大的晶格失配和热失配，使得氮化物外延生长中通常会产生较大的应力，缺陷甚至裂纹，从而严重影响后续器件的性能。

3、同质外延不存在晶格失配和热失配，有利于获得高质量的外延层和器件。但同质衬底价格昂贵，这意味着同质外延氮化物需要承担更高的成本。此外，外延后的衬底刻蚀剥离后表面损伤严重，不利于衬底的循环利用。因此，通过技术改进来降低氮化物材料的位错密度和减少生产成本是推进氮化物材料和器件发展的重要措本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于远程外延生长高质量氮化物薄膜的复合衬底，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述基础衬底、压电极化层分别由第一氮化物材料、第二氮化物材料组成，其中所述第二氮化物材料的面内晶格常数小于第一氮化物材料的面内晶格常数；

3.根据权利要求2所述的复合衬底，其特征在于，所述第一氮化物包括GaN；所述第二氮化物包括AlGaN、AlScN、AlBiN、AlTaN、AlYN、AlLaN、AlNdN、AlGdN、AlDyN、AlErN、AlYbN、AlLuN中的任意一种或两种以上的组合。

4.权利要求1-3中任意一项所述的复合衬...

【技术特征摘要】

1.一种用于远程外延生长高质量氮化物薄膜的复合衬底，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述基础衬底、压电极化层分别由第一氮化物材料、第二氮化物材料组成，其中所述第二氮化物材料的面内晶格常数小于第一氮化物材料的面内晶格常数；

3.根据权利要求2所述的复合衬底，其特征在于，所述第一氮化物包括gan；所述第二氮化物包括algan、alscn、albin、altan、alyn、allan、alndn、algdn、aldyn、alern、alybn、allun中的任意一种或两种以上的组合。

4.权利要求1-3中任意一项所述的复合衬底的生长方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的生长方法，其特征在于，所述二维材...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钰宁，徐俞，徐科，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：