[发明专利]镀金金属衬底上的氮化铝镓铟/二硫化钼钨膜及制备方法

说明书

本发明属于Ⅲ族氮化物薄膜和器件制造领域，提供了一种镀金金属衬底上的氮化铝镓铟/二硫化钼钨膜及制备方法。具体是以金属为衬底，先使用磁控溅射方法在金属衬底上制备金层，再使用电子回旋共振‑等离子体增强金属有机物化学气相沉积ECR‑PEMOCVD方法，依次进行氢等离子体清洗金层、制备Mo_xW_1‑xS₂层、制备Al_yGa_zIn_1‑y‑zN缓冲层和制备Al_yGa_zIn_1‑y‑zN外延层。可在廉价的多晶甚至非晶金属衬底上制备出高晶体质量的氮化铝镓铟/二硫化钼钨膜。所制备的氮化铝镓铟/二硫化钼膜可直接作为GaN基器件的模板衬底等使用，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于Ⅲ族氮化物薄膜和器件制造领域，特别涉及镀金金属衬底上的氮化铝镓铟/二硫化钼钨膜及制备方法，具体是以金属为衬底，先使用磁控溅射方法在金属衬底上制备金层，再使用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ElectronCyclotronResonance Plasma Enhanced Metalorganic Chemical Vapor Deposition，ECR-PEMOCVD)方法，依次进行氢等离子体清洗金层、制备Mo_xW_1-xS₂层、制备Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层和制备Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层。

背景技术

氮化铝镓铟(Al_yGa_zIn_1-y-zN，包括氮化铝AlN、氮化镓GaN、氮化铟InN及其固溶体)作为第三代半导体材料，具有宽直接带隙、高热导率、化学稳定性好且抗辐射等优点，可广泛用于制造高效率的蓝绿光半导体发光二极管(LED)、半导体激光器(LD)、高效率太阳能电池及高频高功率电子器件等。通过调节Al_yGa_zIn_1-y-zN的组分可获得从0.7eV(InN)一直到6.2eV(AlN)的连续可调直接带隙，即采用单一体系的Ⅲ族氮化物半导体材料，就可制造出从近红外光一直到深紫外光的光电器件等。

因同质单晶衬底过于昂贵，目前Ⅲ族氮化物器件如GaN基LED等多使用蓝宝石(α-Al₂O₃)、碳化硅(SiC)和硅(Si)等异质单晶衬底。与上述单晶异质衬底相比，多晶或非晶的普通金属衬底兼有大面积、廉价、导电、导热和柔性等优点，有利于制备大功率GaN基LED、柔性高效率太阳能电池、紫外光探测器等，并降低器件成本。

目前已有一些采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)、分子束外延(MBE)和脉冲激光沉积(PLD)等方法在单晶金属衬底上制备Al_yGa_zIn_1-y-zN薄膜和器件的方法。由于金属衬底与Al_yGa_zIn_1-y-zN薄膜之间通常存在着较大的晶格失配和热膨胀系数失配，且一些金属与Al_yGa_zIn_1-y-zN薄膜在高温下会发生有害反应,所以需要选择合适的金属衬底和低温的生长方法。而对于多晶或非晶的普通金属衬底，还必须选择合适的高结晶材料做中间层，才能在普通金属衬底上制备出高晶体质量的Al_yGa_zIn_1-y-zN薄膜。

发明内容

本发明旨在提供一种制备方法先进，制备成本低，晶体质量高的镀金金属衬底上的氮化铝镓铟/二硫化钼钨膜及制备方法，以克服已有技术的不足。