氮化铝薄膜及其远程外延生长方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化铝薄膜的远程外延生长方法，包括如下步骤：对硅衬底依次进行表面清洁、氩气蚀刻、退火处理、表面氮化处理，在所述硅衬底的表面形成Si3N4层；在硅衬底具有Si3N4层的一侧表面上形成单层石墨烯层；在所述单层石墨烯层上远程外延生长氮化铝薄膜；所述硅衬底为的单晶硅衬底；所述远程外延生长氮化铝薄膜时：在温度为800‑1100℃的条件下，通入流量为8000‑14000sccm的氮源、流量为30‑80sccm的铝源以及载气，反应5‑30min，生长成核层；在温度为1200‑1400℃的条件下，通入流量为5000‑8000sccm的氮源、流量为30‑90sccm的铝源以及载气，反应150‑200min，得到所述氮化铝薄膜。通过采用本发明专利技术提供的技术方案，能够实现在硅衬底上远程外延生长氮化铝薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及远程外延和第三代半导体材料，具体涉及一种在硅衬底上远程外延生长氮化铝薄膜的方法、通过该方法制备得到的氮化铝薄膜。

技术介绍

1、近年来，二维(2d)材料，特别是石墨烯和氮化物的异质集成，在制备柔性可穿戴设备以及可转移电子和光子器件领域应用前景广泛。最近，一种新的外延技术——远程外延利用石墨烯的“晶格透明性”，衬底和外延层产生远程的静电相互作用，凭借这种相互作用，外延层透过石墨烯可以“复制”衬底的晶格信息，从而保证外延层的晶格取向一致性，这种方式不仅能缓解衬底带来的晶格失配，同时石墨烯良好的热导率可以缓解外延层与衬底之间的热失配，从而制备高质量单晶氮化物薄膜。然而硅衬底自身并不具有自发极化且表面电势波动不大，导致硅衬底的表面电势不能穿透二维材料，不能使二维材料表面的电荷出现重分布，从而不能实现在二维材料上外延与衬底晶格信息相同的氮化物外延层。同时，较大的晶格失配也使得难以外延高质量的氮化物薄膜。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术的目的之一是提供一种在硅衬底上远程外延生长氮化物薄膜的方法，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮化铝薄膜的远程外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的远程外延生长方法，其特征在于，所述铝源为三甲基铝，所述氮源为NH3，所述载气为流量400sccm-600sccm的氮气和流量40sccm-60sccm的氢气组成的混合气体。

3.根据权利要求1所述的远程外延生长方法，其特征在于，所述氮化铝薄膜的晶格信息与所述Si3N4层的晶格结构信息相同。

4.根据权利要求1所述的远程外延生长方法，其特征在于，所述氩气刻蚀、退火处理、表面氮化处理、远程外延生长氮化铝薄膜均在同一设备内进行。

5.根据权利要求1所述的远程...

【技术特征摘要】

1.一种氮化铝薄膜的远程外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的远程外延生长方法，其特征在于，所述铝源为三甲基铝，所述氮源为nh3，所述载气为流量400sccm-600sccm的氮气和流量40sccm-60sccm的氢气组成的混合气体。

3.根据权利要求1所述的远程外延生长方法，其特征在于，所述氮化铝薄膜的晶格信息与所述si3n4层的晶格结构信息相同。

4.根据权利要求1所述的远程外延生长方法，其特征在于，所述氩气刻蚀、退火处理、表面氮化处理、远程外延生长氮化铝薄膜均在同一设备内进行。

5.根据权利要求1所述的远程外延生长方法，其特征在于，所述表面清洁包括如下步骤：将硅衬底先放在丙酮溶液超声清洗5-10min，再在异丙醇溶液中超声清洗5-10min，最后水中超声清洗5-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹冰，刘淼，夏天，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：