一种生长在Si衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生长在Si衬底上的GaN薄膜，其包括Si衬底层、生长在Si衬底层上的Al2O3保护层、生长在Al2O3保护层上的GaN薄膜层。本发明专利技术的生长在Si衬底上的GaN薄膜的制备方法包括选取Si衬底；选取Si衬底的（111）晶面镀上一层Al层，然后通入氧等离子体至形成Al2O3保护层；再在Al2O3保护层上生长GaN薄膜层。本发明专利技术的GaN薄膜的缺陷密度低、晶体质量高、电学和光学性质优异，适合应用在LED器件中、太阳能电池中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GaN薄膜领域，具体涉及ー种生长在Si衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
III族氮化镓多元系材料属于直接带隙的半导体材料，带隙可以从0. 7eV连续调节到6. 2eV，颜色覆盖从红外到紫外波长，在光电子如蓝光、绿光、紫外光发光二极管(LED)、短波长激光二极管(LD)、紫外探測器、布拉格反射波导等方面具有重要的应用和发展。另外GaN作为第三代半导体材料代表之一，具有直接带隙、宽禁带、高饱和电子漂移速度、高击穿电场和高热导率、优异的物理化学稳定性等优异性能，在微电子应用方面也得到了广泛的关注。自1. Akasaki首次成功获得p-GaN，实现蓝光LED的新突破后，GaN基化合物半导体一直备受关注，在室内照明、商业照明、工程照明等领域有着广泛的应用。高质量GaN材料一般都通过异质外延方法制作。衬底的选择对外延生长GaN材料的质量影响很大，一般需要遵循晶格常数匹配、热膨胀系数匹配、价格适宜等原则。不同衬底材料对GaN基LED器件的制备エ艺也有非常重要的影响。譬如由于GaN晶体存在着自发极化和压电极化效应，不同的衬底会使所获得的材料表现出不同的极化特性。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生长在Si衬底上的GaN薄膜，其特征在于：包括Si衬底层、生长在Si衬底层上的Al2O3保护层、生长在Al2O3保护层上的GaN薄膜层。

【技术特征摘要】
1.一种生长在Si衬底上的GaN薄膜，其特征在于包括Si衬底层、生长在Si衬底层上的Al2O3保护层、生长在Al2O3保护层上的GaN薄膜层。2.如权利要求1所述的生长在Si衬底上的GaN薄膜，其特征在于所述Al2O3保护层的厚度为3 — 5nm。3.—种生长在Si衬底上的GaN薄膜的制备方法，其特征在于选取Si衬底；选取Si衬底的(111)晶面镀上一层Al层，然后通入氧等离子体至形成Al2O3保护层；再在Al2O3保护层上生长GaN薄膜层。4.如权利要求3所述的生长在Si衬底上的GaN薄膜的制备，其特征在于采用分子束外延生长法在Si (111)晶面上镀厚度为3 - 5nm的Al层，Si衬底为800 — 900°C时通入氧等离子体至形成Al2O3保护层，保温。5.如权利要求3所述的生长在Si衬底上的GaN薄膜的制备方法，其特征在于采用脉冲激光沉积生长法在Al2O3保护层上生长GaN薄膜层，衬底温度为600-700°C，反应室压力为 3 — 4X10 —icWTorr、V /III比为 30 — 40、生长速度为 0.8—1. lML/s，GaN 薄膜层生长后，保温25 - 35分钟，温度为650 - 7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：广州市众拓光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：