[发明专利]一种氮化物外延片的生长方法及氮化镓激光器

摘要

本发明涉及一种氮化物外延片的生长方法及氮化镓激光器，该方法包括如下步骤：S1将铜衬底抛光、清洗；S2在铜衬底上生长石墨烯层；S3将铜衬底上生长的石墨烯层转移到目标衬底上；S4利用原子层沉积法在石墨烯层上生长氮化铝薄层；S5在氮化铝薄层上采用金属有机物化学气相沉积法生长GaN层。本发明可在不同目标衬底上生长氮化物外延片，外延片是通过铜衬底转移实现石墨烯转移到不同目标衬底上；石墨烯层作为衬底与GaN外延层之间的缓冲层，通过原子层沉积法制备氮化铝层，可实现材料原子层的逐层生长、良好的厚度可控性和高精度的薄膜生长质量，解决衬底和外延层之间大的晶格失配问题，提高外延层质量，可得到高质量的氮化镓基激光器。

主权项

1.一种氮化物外延片的生长方法，其特征在于，步骤如下：/nS1 将铜衬底抛光、清洗；/nS2 在铜衬底上生长石墨烯层的具体操作为：/nS2a 将经过步骤S1处理的铜衬底放置于管式炉石英管中，抽真空5-7min；/nS2b 往管式炉石英管中通入氢气，将管式炉石英管加热至800-1050℃后退火0.5-3小时；/nS2c 往管式炉石英管中通入氩气和氢气的混合气体、碳源气体甲烷进行生长，关闭碳源气体甲烷和氢气，将管式炉石英管在氩气气氛下随炉冷却至室温，得到生长有石墨稀层的铜衬底；/n其中，步骤S2c中通入的混合气体中氩气和氢气的体积比为20:1-10:1，氢气和甲烷的体积比为20:1- 4:1；/nS3 将铜衬底上生长的石墨烯层转移到目标衬底上；/nS4 利用原子层沉积法在目标衬底的石墨烯层上生长一层氮化铝薄层的步骤为：/nS4a将经过步骤S3处理的表面有石墨烯层的目标衬底整体转移放置于原子层沉积设备反应腔中，抽真空，气压保持在0.2-0.4 Torr；/nS4b向所述原子层沉积设备反应腔中通入TMA与等离子体化的氮气和氢气的混合气体，TMA作为铝源，等离子体化的氮气和氢气的混合气体作为氮源，氮气或惰性气体作为载气；其中氮气和氢气的混合气体的体积比为4:1，N