【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料，特别是用于iii族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层。
技术介绍
1、iii族氮化物具有热导率高，化学性质稳定和带隙直接可调等优点，广泛应用于电力电子与光电子器件。目前iii族氮化物的高质量、低成本制备仍是瓶颈问题。氮化物同质衬底不仅价格高昂，且尺寸较小。异质外延作为替代得到了深入研究，但其存在诸多问题，氮化物外延层与衬底的晶格失配和热胀系数失配会产生较大的应力，导致缺陷甚至裂纹，影响后续的器件制备和性能；蓝宝石的热导率很低，高功率器件工作温度上升较快会降低氮化物器件的性能；氮化物剥离、转移的高能耗或时间成本以及对外延结构的损伤限制了诸如可折叠、可穿戴器件的发展。如何解决iii族氮化物更大尺寸的异质外延以及晶格失配和热膨胀失配等问题是当前的研究重点。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于iii族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，二维材料层的插入既保留了衬底与外延层之间的热胀系数匹配，也提高了氮化物外延生长的晶格匹配率，同时衬底与外延层的分离变得简单可行。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：用于iii族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，将金属衬底机械抛光，清洗干净并干燥；在所述金属衬底上生长二维材料缓冲层；进一步地在所述二维材料缓冲层上生长aln缓冲层。
3、在一较佳的实施例中，所述金属衬底的直径为0.1-100 英寸，所述金属衬底为高温难熔金属，包括钼、铌、钽、钨或铼。
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5、在一较佳的实施例中，二维材料生长方法包括化学气相沉积（cvd）、金属有机物化学气相沉积（mocvd）或分子束外延（mbe）。
6、在一较佳的实施例中，在金属衬底上预溅射一层铜或ni作为二维材料生长催化层，所述催化层金属还包括铂、铑、银、铁或钴。
7、在一较佳的实施例中，采用磁控溅射在所述二维材料缓冲层上生长aln缓冲层。
8、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
9、（1）本专利技术提供的用高温难熔金属作为氮化物外延的衬底，具有成本低、易大规模生产的特点，打破了现有衬底尺寸以及多样性选择的限制，与外延的热匹配度高并且衬底剥离简单。
10、（2）生长于金属衬底上的二维材料缓冲层物理化学性质稳定，可降低氮化物外延因晶格失配产生的应力，提高氮化物外延的质量并易于实现氮化物外延的转移。二维材料的优异性能可实现与氮化物器件的异质集成并实现新型光电器件。
11、（3）在二维材料层上生长aln缓冲层进一步减小衬底与外延层的晶格失配，极大提高氮化物外延生长质量。
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1.用于III族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，将金属衬底机械抛光，清洗干净并干燥；在所述金属衬底上生长二维材料缓冲层；进一步地在所述二维材料缓冲层上生长AlN缓冲层。
2.根据权利要求1所述的用于III族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，所述金属衬底的直径为0.1-100 英寸，所述金属衬底为高温难熔金属，包括钼、铌、钽、钨或铼。
3.根据权利要求1所述的用于III族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，生长在难熔金属衬底上的二维材料包括石墨烯、二硫化钼/钨（Mo/WS2）、二硒化钼/钨(Mo/WSe2)或六方氮化硼（h-BN）。
4.根据权利要求3所述的用于III族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，二维材料生长方法包括化学气相沉积（CVD）、金属有机物化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）。
5.根据权利要求1所述的用于III族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，在金属衬底上预溅射一层铜或Ni作为二维材料生长催化层，所述催化层金属还包括铂、铑、
6.根据权利要求1所述的用于III族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，采用磁控溅射在所述二维材料缓冲层上生长AlN缓冲层。
...【技术特征摘要】
1.用于iii族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，将金属衬底机械抛光，清洗干净并干燥；在所述金属衬底上生长二维材料缓冲层；进一步地在所述二维材料缓冲层上生长aln缓冲层。
2.根据权利要求1所述的用于iii族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，所述金属衬底的直径为0.1-100 英寸，所述金属衬底为高温难熔金属，包括钼、铌、钽、钨或铼。
3.根据权利要求1所述的用于iii族氮化物高质量外延生长的二维材料缓冲层，其特征在于，生长在难熔金属衬底上的二维材料包括石墨烯、二硫化钼/钨（mo/ws2）、二硒化钼/钨(mo/wse2...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙捷，李洋，张科，谢宇婕，潘魁，侯庆龙，郭太良，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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