[发明专利]生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于：采用金属Ag为衬底，选择Ag衬底的（111）晶面偏向（100）方向0.5－1°的晶体取向，在金属单晶Ag(111)衬底上生长出外延AlN单晶薄膜，接着再生长出外延GaN单晶薄膜。

2.如权利要求1所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于：在外延AlN单晶薄膜生长之前，对衬底依次进行表面抛光、清洗、退火的前处理步骤。

3.如权利要求2所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于表面抛光处理步骤的具体方法是：将Ag衬底表面用金刚石泥浆进行抛光，用光学显微镜观察衬底表面没有划痕之后，再采用现有技术的化学机械抛光方法对衬底进行抛光处理。

4.如权利要求2所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于清洗步骤的具体方法是：将衬底放入去离子水中室温下超声波清洗，去除Ag衬底表面粘污颗粒，再依次经过盐酸、丙酮、乙醇洗涤，去除表面有机物。

5.如权利要求2所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于退火的具体方法是：将衬底放在压强为2×10^－10Torr的超高真空的生长室内，在450-550 ℃下高温烘烤1-1.5h以除去衬底表面的污染物，然后空冷至室温。

6.如权利要求1所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于：外延生长AlN单晶薄膜是采用脉冲激光沉积生长法，在衬底温度为200－250℃、反应室压力为10 －15mTorr、V/III比为50-60、生长速度为0.4-0.6 ML/s的条件下进行的。

7.如权利要求1所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于：外延生长GaN单晶薄膜是采用脉冲激光沉积生长法，在衬底温度为700℃、反应室压力为4×10^－10mTorr、V/III比为40、生长速度为1.1 ML/s的条件下进行的。

8.如权利要求1所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜的制备方法，其特征在于：外延AlN单晶薄膜的厚度≧100nm。

9.权利要求1至8任意一项所述的制备方法所制得的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜。

10.权利要求9所述的生长在金属Ag衬底上的GaN单晶薄膜在LED器件、光电探测器、太阳能电池器件、激光器、薄膜体声波谐振器中的应用。