一種使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法，包括SiC襯底、二維衍生膜及氮化物外延層，所述二維衍生膜位于所述SiC襯底及所述氮化物外延層之間，且所述二維衍生膜附著在所述SiC襯底的表面上，所述氮化物外延層附著在所述二維衍生膜上；其中，所述二維衍生膜由一層或兩層以上的二維納米片材料制成，所述二維納米片材料包括石墨烯、硅烯、六方氮化硼和三碳化硼中的任意一種或兩種以上的組合。本發(fā)明在氮化物L(fēng)ED外延層與SiC襯底之制作一層或兩層以上的二維衍生薄膜，使其既能保證氮化物外延層生長(zhǎng)的順利進(jìn)行，又可以在剝離過(guò)程有助于襯底與外延層的分離，極大地簡(jiǎn)化了剝離過(guò)程，提高了良率、降低了成本。
【專利說(shuō)明】一種使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法，屬于光電子器件制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]使用氮化物AlxInyGa1TyN(O ^ x, y ^ I ；x+y ( I ;纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu))半導(dǎo)體材料制作的發(fā)光二極管LED以其節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)逐漸在電子顯示屏、景觀照明、礦燈、路燈、液晶顯示器背光源、普通照明、光盤信息存儲(chǔ)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域展開廣泛應(yīng)用。上述化合物半導(dǎo)體可以覆蓋從紅外、可見到紫外光的全部光譜能量范圍，而通過(guò)控制氮化物合金的陽(yáng)離子組分可以準(zhǔn)確地定制LED器件的發(fā)射波長(zhǎng)。從應(yīng)用領(lǐng)域范圍、市場(chǎng)容量來(lái)看，又以氮化物L(fēng)ED的應(yīng)用為大宗、主流，比如，以白光LED為應(yīng)用代表的半導(dǎo)體照明行業(yè)。
[0003]制作氮化物L(fēng)ED時(shí)，首先在襯底上進(jìn)行氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的外延膜層生長(zhǎng)，然后進(jìn)行芯片器件加工得到分離的器件單元，即芯片。在當(dāng)前行業(yè)中，氮化物L(fēng)ED外延層生長(zhǎng)的襯底主要有:藍(lán)寶石、SiC和硅襯底。就氮化物L(fēng)ED外延層的晶體質(zhì)量和LED器件的性能而言，SiC襯底的效果是最優(yōu)的。
[0004]常見的外延生長(zhǎng)方法包括:有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、氫化物氣相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)等。芯片器件加工主要是使用光刻、反應(yīng)離子刻蝕(RIE)、電子束蒸鍍(e-Beam)、磁控派射(MS)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等方法制作P、η型電極及介電保護(hù)層等。
[0005]氮化物L(fēng)ED器件有正裝、倒裝、垂直和薄膜芯片等類型。在大電流驅(qū)動(dòng)、高光能密度輸出、電光轉(zhuǎn)換效率、熱量管理等指標(biāo)上，薄膜芯片結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而成為業(yè)界競(jìng)相開發(fā)的熱點(diǎn)產(chǎn)品。然而，薄膜芯片的制作工藝卻比較困難，特別是襯底剝離工藝，不僅工藝參數(shù)多，而且過(guò)程一致性也較差。以在藍(lán)寶石襯底上制作薄膜結(jié)構(gòu)LED芯片為例，目前大多采用激光剝離的方法實(shí)現(xiàn)氮化物L(fēng)ED外延層與襯底的分離，而采用激光剝離方法存在可操作性差、良率低、設(shè)備昂貴的問(wèn)題。此外，激光剝離方法還不適用于SiC基LED薄膜芯片的制作，因?yàn)榧す鈩冸x的激光波長(zhǎng)會(huì)被SiC強(qiáng)烈吸收，而不會(huì)被藍(lán)寶石吸收。而采用研磨襯底的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)SiC基LED薄膜芯片的方法，會(huì)帶來(lái)較大的成本消耗:一方面來(lái)自于對(duì)堅(jiān)硬的SiC厚膜的研磨成本，另一方面，被磨掉的襯底隨即被完全消耗，不可能被再次使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)化剝離過(guò)程，提高良率、降低成本的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，包括SiC襯底、二維衍生膜及氮化物外延層，所述二維衍生膜位于所述SiC襯底及所述氮化物外延層之間，且所述二維衍生膜附著在所述SiC襯底的表面上，所述氮化物外延層附著在所述二維衍生膜上；其中，所述二維衍生膜由一層或兩層以上的二維納米片材料制成，所述二維納米片材料包括石墨烯、硅烯、六方氮化硼和三碳化硼中的任意一種或兩種以上的組合。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]本發(fā)明在氮化物L(fēng)ED外延層與SiC襯底之制作一層或兩層以上的二維衍生薄膜，使其既能保證氮化物外延層生長(zhǎng)的順利進(jìn)行，又可以在剝離過(guò)程有助于襯底與外延層的分離，極大地簡(jiǎn)化了剝離過(guò)程，提高了良率、降低了成本。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步，所述二維衍生膜的原子呈六角蜂窩狀排布。
[0012]采用上述進(jìn)一步的有益效果是，二維衍生膜的原子呈六角蜂窩狀排布，可在其上進(jìn)行具有纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)的氮化物L(fēng)ED外延層生長(zhǎng)；二維衍生膜為氮化物外延層與SiC襯底之間的機(jī)械剝離工藝提供了便利條件，且機(jī)械剝離下的SiC襯底經(jīng)過(guò)處理后還可以反復(fù)使用。
[0013]進(jìn)一步，所述氮化物外延層由η型電子注入層、有源層和P型空穴注入層構(gòu)成，所述η型電子注入層附著在所述二維衍生膜上，所述η型電子注入層、有源層和P型空穴注入層依次相連接。
[0014]進(jìn)一步,所述η型電子注入層的厚度為0.1?20 μ m ;所述有源層的厚度為I?2000nm ;所述p型空穴注入層的厚度為0.05?5 μ m。
[0015]進(jìn)一步，所述η型電子注入層包括一個(gè)以上的η型子層，所述η型子層由氮化物AlxInyGa1TyN中的至少一種構(gòu)成,其中,O < X，y < I ；x+y ^ I ;每個(gè)所述η型子層分別進(jìn)行η型摻雜，且η型摻雜的摻雜濃度相同或不同，所述η型摻雜中摻雜的元素為S1、Sn、S、Se和Te中的至少一種。
[0016]進(jìn)一步，所述有源層包括一個(gè)以上的薄膜子層，所述薄膜子層由氮化物AlxInyGa1^yN中的至少一種構(gòu)成,其中,O彡x, y彡I ；x+y ( I ;每個(gè)所述薄膜子層分別進(jìn)行η型摻雜、P型摻雜或非摻雜；所述η型摻雜中摻雜的元素為S1、Sn、S、Se或Te中的至少一種；所述P型摻雜中摻雜的元素為Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一種。
[0017]進(jìn)一步，所述P型空穴注入層包括一個(gè)以上的P型子層，所述P型子層由氮化物AlxInyGa1^yN中的至少一種構(gòu)成,其中,O彡x, y彡I ；x+y ( I ;每個(gè)所述p型子層分別進(jìn)行P型摻雜；每個(gè)所述P型子層的P型摻雜的摻雜濃度相同或不同；所述P型摻雜中摻雜的元素為Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一種。
[0018]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的另一技術(shù)方案如下:
[0019]一種上述使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的制備方法如下，
[0020]所述二維衍生膜的制備是通過(guò)高溫退火的方法或化學(xué)氣相沉積的方法或者物理氣相沉積的方法直接在SiC襯底上進(jìn)行生長(zhǎng)；
[0021]所述氮化物外延層的制備方法包括有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、射頻磁控濺射(RF-MS)、分子束外延(MBE)、脈沖激光沉積(PLD)或氫化物氣相外延(HVPE)中的至少一種；
[0022]其中，
[0023]所述石墨烯是通過(guò)高溫退火的方法或化學(xué)氣相沉積的方法制得:
[0024]所述高溫退火的方法的具體步驟如下:將SiC襯底置入溫度為1500?2000°C、真空度為彡10_3Pa的環(huán)境中，或者溫度為1300?1800°C、壓強(qiáng)為彡12Pa的氬氣氣氛的環(huán)境中，通過(guò)襯底表面硅原子的升華而實(shí)現(xiàn)石墨化進(jìn)而得到石墨烯；
[0025]所述化學(xué)氣相沉積的方法的具體步驟如下:將SiC襯底置入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中，在溫度為1300?1800°C條件下同時(shí)通入氬氣和碳?xì)浠衔?，在SiC襯底上生成石墨烯；
[0026]所述六方氮化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為1200?1800°C條件下，同時(shí)通入氨氣和硼氫化合物或著單獨(dú)通入硼氮?dú)浠衔?，在SiC襯底上生成所述六方氮化硼；
[0027]所述三碳化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為1200-1800°C的條件下，同時(shí)通入碳?xì)浠衔锖团饸浠衔?在SiC襯底上生成所述三碳化硼；
[0028]所述硅烯是通過(guò)物理氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:通過(guò)物理加熱或?yàn)R射方法使硅單質(zhì)中的原子升華、氣化，使其沉積在襯底表面，形成硅烯。
[0029]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的另一技術(shù)方案如下:
[0030]一種上述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的制備方法如下，
[0031]所述二維衍生膜的制備是在金屬襯底上使用化學(xué)氣相沉積的方法或物理氣相沉積的方法生長(zhǎng)后再通過(guò)轉(zhuǎn)移過(guò)程附著到SiC襯底的表面；
[0032]所述氮化物外延層的制備方法包括有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、射頻磁控濺射(RF-MS)、分子束外延(MBE)、脈沖激光沉積(PLD)或氫化物氣相外延(HVPE)中的至少一種；
[0033]其中，
[0034]所述石墨烯是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:將金屬襯底置入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中，在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入IS氣和碳?xì)浠衔?在金屬襯底上生成石墨??；
[0035]所述六方氮化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入氨氣和硼氫化合物或著單獨(dú)通入硼氮?dú)浠衔铮诮饘僖r底上生成所述六方氮化硼；
[0036]所述三碳化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入碳?xì)浠衔锖团饸浠衔铮诮饘僖r底上生成所述三碳化硼；
[0037]所述硅烯是通過(guò)物理氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:通過(guò)物理加熱或?yàn)R射方法使硅單質(zhì)中的原子升華、氣化，使其沉積在金屬襯底表面，形成硅烯。
[0038]進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)移過(guò)程具體步驟如下:先在制備好衍生膜的金屬襯底上旋涂聚合物并固化，然后溶解掉金屬襯底使衍生膜附著在聚合物形成的臨時(shí)襯底上，最后將衍生膜轉(zhuǎn)移到SiC襯底上并去掉聚合物臨時(shí)襯底。
[0039]進(jìn)一步，所述金屬襯底的材質(zhì)為Cu、N1、Pt、Fe、Co、Ag、Ir、Rh或Pd中的任意一種或兩種以上的混合。
[0040]本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明所述的二維衍生膜進(jìn)行氮化物L(fēng)ED外延層生長(zhǎng)時(shí)，可以獲得較高晶體質(zhì)量的外延層；同時(shí)，在制作氮化物L(fēng)ED器件的工藝過(guò)程中可以有效地采用機(jī)械剝離方式實(shí)現(xiàn)SiC襯底和氮化物外延層之間的剝離。并且，剝離后的SiC襯底經(jīng)處理后還可以反復(fù)使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1為本發(fā)明使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明二維衍生膜的原子鍵結(jié)構(gòu)的局部俯視示意圖；
[0043]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中所述氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖4為實(shí)施例二中所述氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖5為實(shí)施例三中所述氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖6為實(shí)施例四中所述氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖7為實(shí)施例五中所述氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖8為實(shí)施例六中所述氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖9為實(shí)施例七中所述氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0051]一種使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示，包括SiC襯底100、二維衍生膜200及氮化物外延層，所述二維衍生膜200位于所述SiC襯底100及所述氮化物外延層之間，且所述二維衍生膜200附著在所述SiC襯底100的表面上，所述氮化物外延層附著在所述二維衍生膜200上；其中，所述二維衍生膜200由一層或兩層以上的二維納米片材料制成，所述二維納米片材料包括石墨烯、硅烯、六方氮化硼和三碳化硼中的任意一種或兩種以上的組合。
[0052]所述二維衍生膜200的原子呈六角蜂窩狀排布。
[0053]所述氮化物外延層由η型電子注入層301、有源層302和ρ型空穴注入層303構(gòu)成，所述η型電子注入層301附著在所述二維衍生膜302上，所述η型電子注入層301、有源層302和ρ型空穴注入層303依次相連接。
[0054]所述η型電子注入層301的厚度為0.1?20 μ m ;所述有源層302的厚度為I?2000nm ;所述ρ型空穴注入層303的厚度為0.05?5 μ m。
[0055]所述η型電子注入層301包括一個(gè)以上的η型子層，所述η型子層由氮化物AlxInyGa1TyN中的至少一種構(gòu)成,其中,O < X，y < I ；x+y ^ I ;每個(gè)所述η型子層分別進(jìn)行η型摻雜，且η型摻雜的摻雜濃度相同或不同，所述η型摻雜中摻雜的元素為S1、Sn、S、Se和Te中的至少一種。
[0056]所述有源層302包括一個(gè)以上的薄膜子層，所述薄膜子層由氮化物AlxInyGa1^N中的至少一種構(gòu)成，其中，O ^ X, y ^ I ；x+y ( I ;每個(gè)所述薄膜子層分別進(jìn)行η型摻雜、ρ型摻雜或非摻雜；所述η型摻雜中摻雜的元素為S1、Sn、S、Se或Te中的至少一種；所述ρ型摻雜中摻雜的元素為Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一種。
[0057]所述ρ型空穴注入層303包括一個(gè)以上的ρ型子層，所述P型子層由氮化物AlxInyGa1^yN中的至少一種構(gòu)成,其中,O彡x, y彡I ；x+y ( I ;每個(gè)所述ρ型子層分別進(jìn)行P型摻雜；每個(gè)所述P型子層的P型摻雜的摻雜濃度相同或不同；所述P型摻雜中摻雜的元素為Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一種。
[0058]上述使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的其中一制備方法如下:
[0059]所述二維衍生膜的制備是通過(guò)高溫退火的方法或化學(xué)氣相沉積的方法或者物理氣相沉積的方法直接在SiC襯底上進(jìn)行生長(zhǎng)；所述氮化物外延層的制備方法包括有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積、射頻磁控濺射、分子束外延、脈沖激光沉積或氫化物氣相外延中的至少一種；其中，
[0060]所述石墨烯是通過(guò)高溫退火的方法或化學(xué)氣相沉積的方法制得:
[0061]所述高溫退火的方法的具體步驟如下:將SiC襯底置入溫度為1500?2000°C、真空度為彡10_3Pa的環(huán)境中，或者溫度為1300?1800°C、壓強(qiáng)為彡12Pa的氬氣氣氛的環(huán)境中，通過(guò)襯底表面硅原子的升華而實(shí)現(xiàn)石墨化進(jìn)而得到石墨烯；
[0062]所述化學(xué)氣相沉積的方法的具體步驟如下:將SiC襯底置入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中，在溫度為1300?1800°C條件下同時(shí)通入氬氣和碳?xì)浠衔?，在SiC襯底上生成石墨烯；
[0063]所述六方氮化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為1200?1800°C條件下，同時(shí)通入氨氣和硼氫化合物或著單獨(dú)通入硼氮?dú)浠衔?，在SiC襯底上生成所述六方氮化硼；
[0064]所述三碳化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為1200?1800°C的條件下，同時(shí)通入碳?xì)浠衔锖团饸浠衔铮赟iC襯底上生成所述三碳化硼；
[0065]所述硅烯是通過(guò)物理氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:通過(guò)物理加熱或?yàn)R射方法使硅單質(zhì)中的原子升華、氣化，使其沉積在襯底表面，形成硅烯。
[0066]上述使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的另一制備方法如下:
[0067]所述二維衍生膜的制備是在金屬襯底上使用化學(xué)氣相沉積的方法或物理氣相沉積的方法生長(zhǎng)后再通過(guò)轉(zhuǎn)移過(guò)程附著到SiC襯底的表面；所述氮化物外延層的制備方法包括有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積、射頻磁控濺射、分子束外延、脈沖激光沉積或氫化物氣相外延中的至少一種；其中，
[0068]所述石墨烯是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:將金屬襯底置入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中，在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入IS氣和碳?xì)浠衔?在金屬襯底上生成石墨?。?br> [0069]所述六方氮化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入氨氣和硼氫化合物或著單獨(dú)通入硼氮?dú)浠衔铮诮饘僖r底上生成所述六方氮化硼；
[0070]所述三碳化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入碳?xì)浠衔锖团饸浠衔?，在金屬襯底上生成所述三碳化硼；
[0071]所述硅烯是通過(guò)物理氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:通過(guò)物理加熱或?yàn)R射方法使硅單質(zhì)中的原子升華、氣化，使其沉積在金屬襯底表面，形成硅烯。
[0072]所述轉(zhuǎn)移過(guò)程具體步驟如下:先在制備好衍生膜的金屬襯底上旋涂聚合物并固化，然后溶解掉金屬襯底使衍生膜附著在聚合物形成的臨時(shí)襯底上，最后將衍生膜轉(zhuǎn)移到SiC襯底上并去掉聚合物臨時(shí)襯底。
[0073]所述金屬襯底的材質(zhì)為Cu、N1、Pt、Fe、Co、Ag、Ir、Rh或Pd中的任意一種或兩種以上的混合。
[0074]以下通過(guò)幾個(gè)具體的實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的說(shuō)明。
[0075]實(shí)施例1
[0076]如圖3所示，在4H_SiC襯底101的表面上制作單層石墨烯201，作為二維衍生膜，然后在其上生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層。其中，η型電子注入層301的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:2μπι厚的η型GaN層，摻雜元素為Si，且摻雜濃度為1.0X 119 ;有源層302的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:In0.15Ga0.85N/GaN多量子阱發(fā)光層，Inai5Gaa85^P GaN的單層厚度分別為3nm和10nm，多量子阱的周期數(shù)為5 ；p型空穴注入層303的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:包括兩個(gè)子層，一個(gè)是0.2 μ m厚的P型GaN層，ρ型摻雜元素為Mg，且摻雜濃度為1.0X 102° ;另一個(gè)是1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0077]其中，SiC基單層石墨烯201的制作方法如下:首先，選擇晶面方向?yàn)?0001)且表面進(jìn)行過(guò)機(jī)械化學(xué)拋光的4英寸4H-SiC襯底101備用。然后，將上述4H-SiC襯底101置入壓強(qiáng)為750Torr的化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng)中，通入5sccm的氫氣，并將反應(yīng)室的溫度加熱到1600°C，持續(xù)時(shí)間為15min。之后，將反應(yīng)腔的壓強(qiáng)降低至300Torr，將溫度提高至17000C，并通入20sccm的氬氣，持續(xù)5min。最后，將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr，而溫度降低至700°C，僅通入5sccm的氫氣，讓4H_SiC襯底101退火3min。這樣，便實(shí)現(xiàn)了在4H_SiC襯底101的(0001)面上制作了具有準(zhǔn)自支撐特征的單層石墨烯二維衍生膜201。
[0078]進(jìn)一步地，使用MOCVD系統(tǒng)在此單層石墨烯衍生膜201上生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層:即先生長(zhǎng)2 μ m厚的η型GaN層，Si摻雜濃度為1.0X 119 ;再生長(zhǎng)In0.15Ga0.85N(3nm) /GaN(1nm)多量子阱發(fā)光層，多量子阱的周期數(shù)為5 ;接著生長(zhǎng)0.2 μ m厚的ρ型GaN層，Mg摻雜濃度為1.0X 120 ;最后生長(zhǎng)1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.ΟΧΙΟ20。
[0079]實(shí)施例2
[0080]如圖4所示，在6H_SiC襯底102的表面上制作多層六方氮化硼(h_BN)衍生膜202，作為二維衍生膜，然后在其上生長(zhǎng)氮化物綠光LED外延層。其中，η型電子注入層301的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:2 μ m厚的η型GaN層，摻雜元素為Si，且摻雜濃度為1.0Χ 119 ;有源層302的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:Ina3Gaa 7N/GaN多量子阱發(fā)光層，Ina3Gaa7N和GaN的單層厚度分別為2nm和10nm，多量子阱的周期數(shù)為4 ；p型空穴注入層303的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:包括兩個(gè)子層，一個(gè)是0.2 μ m厚的ρ型GaN層，ρ型摻雜元素為Mg，且摻雜濃度為1.0X 102° ;另一個(gè)是1nm厚的P型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0081]其中，SiC基多層h-BN衍生膜202的制作方法如下:首先，選擇晶面方向?yàn)?0001)且表面進(jìn)行過(guò)機(jī)械化學(xué)拋光的4英寸6H-SiC襯底102備用。然后，將上述6H-SiC襯底102置入壓強(qiáng)為200mTorr的CVD系統(tǒng)中，通入5sccm的氫氣，并將反應(yīng)室的溫度加熱到1100°C，持續(xù)時(shí)間為lOmin。之后，將反應(yīng)腔的壓強(qiáng)升高至400mTorr，溫度保持不變，并通入300sCCm的氨氣和40sccm的硼烷，持續(xù)20min。最后，將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr，而溫度降低至700°C，通入5sccm的氫氣，讓6H_SiC襯底102退火5min。如此便實(shí)現(xiàn)了在6H_SiC襯底102的(0001)面上制作多層h-BN衍生膜202。
[0082]進(jìn)一步地，使用MOCVD系統(tǒng)在此多層h-BN衍生膜202上生長(zhǎng)氮化物綠光LED外延層:即先生長(zhǎng)2μπι厚的η型GaN層，Si摻雜濃度為1.0X 119;再生長(zhǎng)In0.3Ga0.7N(2nm)/GaN(1nm)多量子阱發(fā)光層，多量子阱的周期數(shù)為4 ;接著生長(zhǎng)0.2 μ m厚的ρ型GaN層，Mg摻雜濃度為1.0X 120 ;最后生長(zhǎng)1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.ΟΧΙΟ20。
[0083]實(shí)施例3
[0084]如圖5所示，在6H_SiC襯底102的表面上制作單層硅烯衍生膜203，作為二維衍生膜，然后在其上生長(zhǎng)氮化物近紫外LED外延層。其中，η型電子注入層301的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:2.5 μ m厚的η型GaN層，摻雜元素為Si，且摻雜濃度為1.0X 119 ;有源層302的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下=Inatl5Gaa95NAiaN多量子阱發(fā)光層，Inatl5Gaa95N和GaN的單層厚度分別為3nm和10nm，多量子阱的周期數(shù)為5 ；p型空穴注入層303的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:包括兩個(gè)子層，一個(gè)是0.2 μ m厚的ρ型GaN層，ρ型摻雜元素為Mg，且摻雜濃度為1.0X 102° ;另一個(gè)是1nm厚的P型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0085]SiC基硅烯衍生膜203的制作方法如下:首先，選擇晶面方向?yàn)?0001)且表面進(jìn)行過(guò)機(jī)械化學(xué)拋光的4英寸6H-SiC襯底102置入800°C高溫爐中，通入5sCCm的氫氣，退火30min。然后，將上述6H-SiC襯底102置入壓強(qiáng)為2X liTmTorr的射頻磁控濺射(RF-MS)系統(tǒng)中，使用高純度(99.9999% )的多晶硅作為靶材，使6H-SiC襯底102的表面在室溫條件下沉積上一層硅烯衍生膜203。此后，將附著有硅烯203的6H-SiC襯底102放入300mTorr的高溫爐中，將加熱溫度升高到500°C，通入5sccm的氫氣，并持續(xù)時(shí)間20min。如此便實(shí)現(xiàn)了在6H-SiC襯底102的(0001)面上制作了單層硅烯203。
[0086]進(jìn)一步地，可以使用MBE系統(tǒng)在單層硅烯衍生膜203上生長(zhǎng)氮化物近紫外LED外延層:即先生長(zhǎng)2.5μπι厚的η型GaN層，Si摻雜濃度為1.0X 119;再生長(zhǎng)In0.05Ga0.95N(3nm)/GaN(1nm)多量子阱發(fā)光層，多量子阱的周期數(shù)為5 ;接著生長(zhǎng)0.2 μ m厚的P型GaN層，Mg摻雜濃度為1.0X 120 ;最后生長(zhǎng)1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X10'
[0087]實(shí)施例4
[0088]如圖6所示，在6H_SiC襯底102的表面上制作多層三碳化硼(BC3)衍生膜204，作為二維衍生膜，然后在其上生長(zhǎng)氮化物紫外LED外延層。其中，η型電子注入層301的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:2μπι厚的η型Ala3Gaa7N層，摻雜元素為Si，且摻雜濃度為1.0XlO19 ;有源層302的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下=AlaiInatl2Gaa88NAla2Gaa8N 多量子阱發(fā)光層，Al0.Jnatl2Gaa88N 和 Ala2Gaa8N的單層厚度分別為2nm和8nm，多量子阱的周期數(shù)為4 ；p型空穴注入層303的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:包括兩個(gè)子層，一個(gè)是0.15 μ m厚的P型Ala3Gaa7N層4型摻雜元素為Mg,且摻雜濃度為1.0X 102° ;另一個(gè)是1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0089]SiC基多層BC3衍生膜204的制作方法如下:首先，選擇晶面方向?yàn)?0001)且表面進(jìn)行過(guò)機(jī)械化學(xué)拋光的4英寸6H-SiC襯底102備用。然后，將上述6H-SiC襯底102置入壓強(qiáng)為200mTorr的CVD系統(tǒng)中，通入5sccm的氫氣，并將反應(yīng)室的溫度加熱到1100°C，持續(xù)時(shí)間為8min。之后,將反應(yīng)腔的壓強(qiáng)升高至300mTorr,溫度保持不變,并通入50sccm的硼烷和60sccm的丙烷，持續(xù)20min。最后，將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr，而溫度降低至700°C，通入1sccm的氫氣，讓6H_SiC襯底102退火lOmin。如此便實(shí)現(xiàn)了在6H_SiC襯底102的(0001)面上制作了多層BC3衍生膜204。
[0090]此后，進(jìn)一步地，使用MOCVD系統(tǒng)在此多層BC3衍生膜204上生長(zhǎng)氮化物紫外LED外延層:即先生長(zhǎng)2μπι厚的η型Ala3Gaa7N層，Si摻雜濃度為1.0XlO19 ;再生長(zhǎng)Al0.Jn0.02Ga0.88N(2nm) /Al0.2Ga0.8N(8nm)多量子阱發(fā)光層，多量子阱的周期數(shù)為4 ;接著生長(zhǎng)0.2 μ m厚的ρ型Ala3Gaa7N層，Mg摻雜濃度為1.0X 120 ;最后生長(zhǎng)1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++-GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0091]實(shí)施例5
[0092]如圖7所示，在4H_SiC襯底101的表面上制作兩組衍生膜:第一組為多層石墨烯衍生膜201 ;第二組為多層h-BN衍生膜202。這兩組衍生膜共同構(gòu)成了此實(shí)施例情況下的二維衍生膜結(jié)構(gòu)，然后在其上生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層。其中，η型電子注入層301的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:2 μ m厚的η型GaN層，摻雜元素為Si，且摻雜濃度為1.0Χ 119 ;有源層302的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:Inai5Gaa 85N/GaN多量子阱發(fā)光層，Inai5Gaa85^PGaN的單層厚度分別為3nm和10nm，多量子阱的周期數(shù)為5 ；p型空穴注入層303的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:包括兩個(gè)子層，一個(gè)是0.2 μ m厚的ρ型GaN層，ρ型摻雜元素為Mg，且摻雜濃度為1.0X 120 ;另一個(gè)是1nm厚的P型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0 X 1200
[0093]具體方法如下:
[0094]第一步，制作多層石墨烯201。首先，選擇晶面方向?yàn)?0001)且表面進(jìn)行過(guò)機(jī)械化學(xué)拋光的4英寸4H-SiC襯底101備用。然后，將上述4H-SiC襯底101置入壓強(qiáng)為750Torr的CVD系統(tǒng)中，通入5sccm的氫氣，并將反應(yīng)室的溫度加熱到1600°C，持續(xù)時(shí)間為15min。之后，將反應(yīng)腔的壓強(qiáng)降低至300Torr，將溫度提高至1700°C，并通入20sccm的氬氣，持續(xù)25min。最后,將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr,而溫度降低至700°C,并通入1sccm的氫氣，讓4H-SiC襯底101退火15min。這樣，便實(shí)現(xiàn)了在4H_SiC襯底101的(0001)面上制作了多層石墨烯衍生膜201。
[0095]第二步，在多層石墨烯201上生長(zhǎng)多層h-BN。首先，將第一步所述已制備完多層石墨烯衍生膜201的4H-SiC襯底101置入壓強(qiáng)為400mTorr的CVD系統(tǒng)中，并將反應(yīng)室的溫度加熱到1100°C，同時(shí)通入300sccm的氨氣和40sccm的硼烷，持續(xù)15min。最后，將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr，而溫度降低至700°C，并通入5sccm的氫氣，讓4H_SiC襯底101退火5min。如此便實(shí)現(xiàn)了在多層石墨烯衍生膜201上制作了多層h_BN衍生膜202。
[0096]進(jìn)一步地，使用MOCVD系統(tǒng)在多層h-BN衍生膜202上繼續(xù)生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層:即先生長(zhǎng)2 μ m厚的η型GaN層，Si摻雜濃度為1.0Χ 119 ;再生長(zhǎng)In0.15Ga0.85N(3nm) /GaN(1nm)多量子阱發(fā)光層，多量子阱的周期數(shù)為5 ;接著生長(zhǎng)0.2 μ m厚的ρ型GaN層，Mg摻雜濃度為1.0X 120 ;最后生長(zhǎng)1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.ΟΧΙΟ20。
[0097]實(shí)施例6
[0098]如圖8所示，在4H_SiC襯底101的表面上制作兩組衍生膜:第一組多層h_BN衍生膜202 ;第二組為為單層石墨烯衍生膜201。這兩組衍生膜共同構(gòu)成了此實(shí)施例情況下的二維衍生膜結(jié)構(gòu)，然后在其上生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層。其中，η型電子注入層301的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:2 μ m厚的η型GaN層，摻雜元素為Si，且摻雜濃度為1.0Χ 119 ;有源層302的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:Inai5Gaa 85N/GaN多量子阱發(fā)光層，Ina 15Gaa85N和GaN的單層厚度分別為3nm和10nm，多量子阱的周期數(shù)為5 ；p型空穴注入層303的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:包括兩個(gè)子層，一個(gè)是0.2 μ m厚的ρ型GaN層，ρ型摻雜元素為Mg，且摻雜濃度為1.0X 102° ;另一個(gè)是1nm厚的P型重?fù)诫sp++-GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0099]具體方法如下:
[0100]第一步，在4H_SiC襯底101上制作多層h-BN。首先，選擇晶面方向?yàn)?0001)且表面進(jìn)行過(guò)機(jī)械化學(xué)拋光的4英寸4H-SiC襯底101備用。然后，將上述4H-SiC襯底101置入壓強(qiáng)為750Torr的CVD系統(tǒng)中，通入5sccm的氫氣，并將反應(yīng)室的溫度加熱到1600°C，持續(xù)時(shí)間為15min。然后，將反應(yīng)腔的壓強(qiáng)降低至400mTorr，溫度降低至1100°C，并同時(shí)通入300sccm的氨氣和40sccm的硼烷，持續(xù)15min。最后，將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr，而溫度降低至700°C,通入5sccm的氫氣，讓4H_SiC襯底101退火5min。如此便實(shí)現(xiàn)了在4H-SiC襯底101上制作了多層h-BN衍生膜202。
[0101]第二步，制作單層石墨烯201。首先將4英寸晶圓大小的銅薄片放入壓強(qiáng)為300mTorr的CVD系統(tǒng)中，并加熱到1000°C，并同時(shí)2sccm的氫氣和40sccm的甲烷；上述加熱過(guò)程持續(xù)15min后開始降溫，降溫的速率約為100°C /min,并且保持氫氣和甲烷的流量不變。之后，將生長(zhǎng)完單層石墨烯201的銅薄片從CVD系統(tǒng)中取出后旋涂一層聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。緊接著，將旋涂完P(guān)MMA的銅薄片放入過(guò)硫酸鈉溶液中，金屬銅薄片將發(fā)生溶解，而石墨烯層201附著在PMMA支撐層上。此后，再把單層石墨烯衍生膜201轉(zhuǎn)移到已生長(zhǎng)完多層h-BN衍生膜的4英寸4H-SiC襯底上，并用丙酮去除PMMA支撐層。這樣，單層石墨烯201被轉(zhuǎn)移到了多層h-BN衍生膜上。最后，將覆蓋有多層h-BN衍生膜202和單層石墨烯201的4H-SiC襯底置入300°C的退火爐中，在氮?dú)鈿夥罩屑訜?min，并進(jìn)行快速退火處理。
[0102]進(jìn)一步地，使用MOCVD系統(tǒng)在多層h_BN2衍生膜202和單層石墨烯衍生膜201共同組成的衍生膜上繼續(xù)生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層:即先生長(zhǎng)2 μ m厚的η型GaN層，Si摻雜濃度為1.0XlO19;再生長(zhǎng)Inai5Gaa85N(SnmVGaNaOnm)多量子阱發(fā)光層，多量子阱的周期數(shù)為5 ;接著生長(zhǎng)0.2 μ m厚的ρ型GaN層，Mg摻雜濃度為1.0X102° ;最后生長(zhǎng)1nm厚的P型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0103]實(shí)施例7
[0104]如圖9所示，在6H_SiC襯底102的表面上制作一系列衍生膜，該系列衍生膜由3個(gè)周期的復(fù)合衍生膜構(gòu)成，而每個(gè)周期的復(fù)合衍生膜又由兩組構(gòu)成:第一組為多層石墨烯衍生膜201 ;第二組為多層h-BN衍生膜202 ;這3個(gè)周期共計(jì)6組的衍生膜共同構(gòu)成了此實(shí)施例情況下的二維衍生膜，然后在其上生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層。其中，η型電子注入層301的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:2 μ m厚的η型GaN層，摻雜元素為Si，且摻雜濃度為1.0XlO19 ;有源層302的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下=Inai5Gaa85NAiaN多量子阱發(fā)光層，Intl 15Gaa85N和GaN的單層厚度分別為3nm和10nm，多量子阱的周期數(shù)為5 ；p型空穴注入層303的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:包括兩個(gè)子層，一個(gè)是0.2 μ m厚的ρ型GaN層，ρ型摻雜元素為Mg，且摻雜濃度為1.0X 102° ;另一個(gè)是1nm厚的ρ型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0105]制作單個(gè)周期衍生膜的具體方法如下:
[0106]第一步，在6H_SiC襯底102上制作多層石墨烯201。首先，選擇晶面方向?yàn)?0001)且表面進(jìn)行過(guò)機(jī)械化學(xué)拋光的4英寸6H-SiC襯底102備用。然后，將上述6H-SiC襯底102置入壓強(qiáng)為10mTorr的CVD系統(tǒng)中，通入3sccm的氫氣，并將反應(yīng)室的溫度加熱到1600°C，持續(xù)時(shí)間為lOmin。之后,將反應(yīng)腔的壓強(qiáng)升高至300mTorr,溫度保持不變,并通入1sccm的氬氣和40sccm的丙烷，持續(xù)20min。最后，將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr，而溫度降低至800°C，通入5sccm的氫氣，讓6H-SiC襯底退火5min。如此便實(shí)現(xiàn)了在6H_SiC襯底102的(0001)面上制作了多層石墨烯衍生膜201。
[0107]第二步，在多層石墨烯衍生膜201上制作多層h-BN衍生膜202。首先，將上述已制備完多層石墨烯衍生膜的6H-SiC襯底102置入CVD系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)反應(yīng)腔的壓強(qiáng)為400mTorr,溫度升高至1100°C,并同時(shí)通入300sccm的氨氣和40sccm的硼燒,持續(xù)15min。最后，將反應(yīng)室的壓強(qiáng)升高至750Torr，而溫度降低至700°C，通入5sccm的氫氣，讓4H_SiC襯底101退火5min。如此便完成了在多層石墨烯衍生膜201上制作多層h_BN衍生膜202。
[0108]如此反復(fù)進(jìn)行3個(gè)循環(huán)，便可得到3個(gè)周期共計(jì)6組的衍生膜。
[0109]進(jìn)一步地，使用MOCVD系統(tǒng)在此多周期結(jié)構(gòu)的多層石墨烯衍生膜201和多層h_BN衍生膜202共同組成的衍生膜上繼續(xù)生長(zhǎng)氮化物藍(lán)光LED外延層:即先生長(zhǎng)2 μ m厚的η型GaN層，Si摻雜濃度為1.0X 119 ;再生長(zhǎng)Inai5Gaa85NGnmVGaNaOnm)多量子阱發(fā)光層，多量子阱的周期數(shù)為5 ;接著生長(zhǎng)0.2 μ m厚的P型GaN層，Mg摻雜濃度為1.0X 120 ;最后生長(zhǎng)1nm厚的P型重?fù)诫sp++_GaN層，且Mg摻雜濃度為5.0X 102°。
[0110]為避免對(duì)眾多結(jié)構(gòu)參數(shù)、工藝條件作冗余描述，本實(shí)施例僅對(duì)其中個(gè)別變化因素進(jìn)行了舉例。通過(guò)對(duì)其它結(jié)構(gòu)或工藝變化因素的調(diào)整亦能達(dá)到類似的效果，在此不作一一列舉。
[0111]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括SiC襯底、二維衍生膜及氮化物外延層，所述二維衍生膜位于所述SiC襯底及所述氮化物外延層之間，且所述二維衍生膜附著在所述SiC襯底的表面上，所述氮化物外延層附著在所述二維衍生膜上；其中，所述二維衍生膜由一層或兩層以上的二維納米片材料制成，所述二維納米片材料包括石墨烯、硅烯、六方氮化硼和三碳化硼中的任意一種或兩種以上的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述二維衍生膜的原子呈六角蜂窩狀排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述氮化物外延層由η型電子注入層、有源層和P型空穴注入層構(gòu)成，所述η型電子注入層附著在所述二維衍生膜上，所述η型電子注入層、有源層和P型空穴注入層依次相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述η型電子注入層的厚度為0.1?20 μ m ;所述有源層的厚度為I?2000nm ;所述P型空穴注入層的厚度為0.05?5μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述η型電子注入層包括一個(gè)以上的η型子層，所述η型子層由氮化物AlxInyGa1^N中的至少一種構(gòu)成，其中，0<x，y< I ；x+y ^ I ;每個(gè)所述η型子層分別進(jìn)行η型摻雜，且η型摻雜的摻雜濃度相同或不同，所述η型摻雜中摻雜的元素為S1、Sn、S、Se和Te中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有源層包括一個(gè)以上的薄膜子層，所述薄膜子層由氮化物AlxInyGa1^N中的至少一種構(gòu)成，其中，O < X，y < I ；x+y ( I ;每個(gè)所述薄膜子層分別進(jìn)行η型摻雜、P型摻雜或非摻雜；所述η型摻雜中摻雜的元素為S1、Sn、S、Se或Te中的至少一種；所述P型摻雜中摻雜的元素為Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述P型空穴注入層包括一個(gè)以上的P型子層，所述P型子層由氮化物AlxInyGa1^N中的至少一種構(gòu)成，其中，0<x，y< I ；x+y ^ I ;每個(gè)所述P型子層分別進(jìn)行P型摻雜；每個(gè)所述P型子層的P型摻雜的摻雜濃度相同或不同；所述P型摻雜中摻雜的元素為Be、Mg、Zn、Cd或C中的至少一種。
8.—種權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述二維衍生膜的制備是通過(guò)高溫退火的方法或化學(xué)氣相沉積的方法或者物理氣相沉積的方法直接在SiC襯底上進(jìn)行生長(zhǎng)；所述氮化物外延層的制備方法包括有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積、射頻磁控濺射、分子束外延、脈沖激光沉積或氫化物氣相外延中的至少一種；其中， 所述石墨烯是通過(guò)高溫退火的方法或化學(xué)氣相沉積的方法制得: 所述高溫退火的方法的具體步驟如下:將SiC襯底置入溫度為1500?2000°C、真空度為彡10_3Pa的環(huán)境中，或者溫度為1300?1800°C、壓強(qiáng)為彡12Pa的氬氣氣氛的環(huán)境中，通過(guò)襯底表面娃原子的升華而實(shí)現(xiàn)石墨化進(jìn)而得到石墨稀; 所述化學(xué)氣相沉積的方法的具體步驟如下:將SiC襯底置入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中，在溫度為1300?1800°C條件下同時(shí)通入氬氣和碳?xì)浠衔铮赟iC襯底上生成石墨烯； 所述六方氮化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為1200?1800°C條件下，同時(shí)通入氨氣和硼氫化合物或著單獨(dú)通入硼氮?dú)浠衔铮赟iC襯底上生成所述六方氮化硼； 所述三碳化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為1200?1800°C的條件下，同時(shí)通入碳?xì)浠衔锖团饸浠衔铮赟iC襯底上生成所述三碳化硼； 所述硅烯是通過(guò)物理氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:通過(guò)物理加熱或?yàn)R射方法使硅單質(zhì)中的原子升華、氣化，使其沉積在襯底表面，形成硅烯。
9.一種權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述二維衍生膜的制備是在金屬襯底上使用化學(xué)氣相沉積的方法或物理氣相沉積的方法生長(zhǎng)后再通過(guò)轉(zhuǎn)移過(guò)程附著到SiC襯底的表面；所述氮化物外延層的制備方法包括有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積、射頻磁控濺射、分子束外延、脈沖激光沉積或氫化物氣相外延中的至少一種；其中， 所述石墨烯是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:將金屬襯底置入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中，在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入氬氣和碳?xì)浠衔?，在金屬襯底上生成石墨烯； 所述六方氮化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入氨氣和硼氫化合物或著單獨(dú)通入硼氮?dú)浠衔?，在金屬襯底上生成所述六方氮化硼； 所述三碳化硼是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:在溫度為800?1200°C的條件下，同時(shí)通入碳?xì)浠衔锖团饸浠衔?，在金屬襯底上生成所述三碳化硼； 所述硅烯是通過(guò)物理氣相沉積的方法制得，具體步驟如下:通過(guò)物理加熱或?yàn)R射方法使硅單質(zhì)中的原子升華、氣化，使其沉積在金屬襯底表面，形成硅烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述轉(zhuǎn)移過(guò)程具體步驟如下:先在制備好衍生膜的金屬襯底上旋涂聚合物并固化，然后溶解掉金屬襯底使衍生膜附著在聚合物形成的臨時(shí)襯底上，最后將衍生膜轉(zhuǎn)移到SiC襯底上并去掉聚合物臨時(shí)襯底。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的使用SiC襯底的氮化物L(fēng)ED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于:所述金屬襯底的材質(zhì)為Cu、N1、Pt、Fe、Co、Ag、Ir、Rh或Pd中的任意一種或兩種以上的混合。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK104393128SQ201410666107
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】馬亮, 胡兵, 李金權(quán), 裴曉將, 劉素娟 申請(qǐng)人:北京中科天順信息技術(shù)有限公司