[发明专利]Ga2

说明书

本发明公开了一种Ga₂O₃薄膜材料及其柔性器件的制备方法。所述Ga₂O₃薄膜的制备方法包括：在第一衬底上生长形成AlN层，所述AlN层能够被AlN腐蚀液蚀刻去除；直接在所述AlN层上生长形成Ga₂O₃薄膜。本发明实施例提供的一种大面积Ga₂O₃器件的制备方法得到的器件尺寸可控、位置可控，且可以阵列化制备；以及，本发明实施例提供的Ga₂O₃薄膜材料可以用于制作柔性的电子器件或光电器件，本发明实施例提供的一种大面积Ga₂O₃柔性器件的制备方法，降低了Ga₂O₃柔性器件制备的复杂度，提高了Ga₂O₃柔性器件的可控性和良品率。

技术领域

本发明特别涉及一种大面积Ga₂O₃薄膜材料及其柔性器件的制备方法，属于柔性电子学、超宽近代半导体材料与器件技术领域。

背景技术

随着科技发展，先进的电子技术的研究应用和发展极大丰富了生产、生活的各个领域。其中柔性电子学是最令人激动和最有前景的新兴信息技术之一，而受到了学术界和工业界的广泛关注。与传统的刚性器件相比，柔性电子器件主要研究在柔性衬底上制备的各种电子器件，在结构和功能上相同或者相似；由于具有质地柔软可弯曲、质量轻、耐冲击等优点，它在军用、民用、医疗、商用等场景具有巨大的应用潜力。

氧化镓(Ga₂O₃)作为最近兴起的新型超宽禁带半导体材料在半导体领域备受瞩目。Ga₂O₃有α、β、γ、δ、ε等多种同分异构体，其中单斜结构β-Ga₂O₃是热力学最稳定的相，在室温下禁带宽度～4.9eV，其吸收峰处于日盲紫外波段，而成为半导体深紫外光探测领域的首选材料。在可见光波段，氧化镓又表现为透明材料，非常适合于制作透明导电材料。Ga₂O₃具有比其他半导体材料更优异的耐高压特性，其Baliga优值大约比GaN高4倍，比SiC高9倍，在功率器件领域应用前景广阔。由于β-Ga₂O₃晶体(100)面间结合力较弱，具有类二维材料的性质。因此可以通过胶带撕拉、超声、离子插层等方式进行剥离，实现纳米级厚度二维样品的制备，使其在柔性电子领域也有巨大的应用潜力。

目前关于Ga₂O₃柔性电子器件的报道已经有一些，器件性能也较为优异，但绝大部分报道的器件都是基于机械剥离和干法转移方法制备的。且目前将Ga₂O₃纳米带或纳米片转移到柔性衬底上的方法只有通过人工方法，转移后柔性衬底上的Ga₂O₃纳米带或纳米片面积非常小，大约直径在几微米到几十微米，厚度在几纳米到几百纳米不等，覆盖性极差且位置分布随机，转移后需要人工通过显微镜寻找Ga₂O₃位置，挑选形貌较好的Ga₂O₃纳米带或纳米片再对其进行电极制备，这就造成了这种制备Ga₂O₃柔性电子器件的方法效率低下、成本极高、工艺复杂，同时制备的器件面积极小，无法得到大面积的Ga₂O₃柔性电子器件，使得基于机械剥离制备Ga₂O₃柔性电子器件的方法注定只能停留在实验室阶段，无法大规模量产，只能停留在实验室阶段，没有应用前景。