【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種氮化鎵薄膜以及石墨烯范德華外延氮化鎵薄膜生長方法，屬于半導體材料與器件。
技術介紹
1、目前，氮化鎵(gan)基材料和器件已被廣泛用于顯示、通信和照明等各種領域。為了降低生產成本，異質襯底(例如藍寶石、硅和碳化硅)通常被選作gan和其他iii族氮化物生長的襯底。然而，氮化物外延層與異質襯底之間存在晶格失配和熱失配，這會導致gan薄膜中的位錯密度較高且殘余應力較高，從而影響氮化鎵器件的性能。因此，找到一種能夠減少外來襯底負面影響的方法的緊迫性不言而喻。
2、近年來，一些二維材料被應用于gan等材料的生長，這種技術就是基于二維材料的范德華外延(van?der?waal?epitaxy,vdwe)。在常見的二維材料中，石墨烯因其優異的穩定性、面內六角晶格排列、制備技術更加成熟等優點而成為較多數的選擇。當采用石墨烯作為中間層時，外延層和襯底是分離的，晶格失配和熱失配理論上可以忽略不計。更重要的是，二維材料表面僅有微弱的范德華力存在，使得外延層可以通過機械剝離很容易地從襯底上剝離出來。剝離后的外延層可以轉移到其他任何襯底上用于后續器件的制作，有利于節約成本。
3、雖然范德華外延在器件制備方面具有優勢，但是用這種方法生長的gan中位錯密度仍然高達109cm-2。對于某些器件來說特別是激光二極管，通常需要較低的位錯密度。kim等人(kim,y.,cruz,s.,lee,k.et?al.remote?epitaxy?through?graphene?enables?two-dimensional?mat
技術實現思路
1、為解決一般的范德華外延位錯密度高，外延生長完成后無法通過機械剝離方式簡單剝離的問題，本專利技術的目的在于提供一種石墨烯范德華外延氮化鎵材料生長方法。
2、為達到上述目的，本專利技術提供了一種石墨烯范德華外延氮化鎵薄膜生長方法，其包括以下步驟：
3、步驟102，在襯底上制作一層第一aln緩沖層；
4、步驟103，在第一aln緩沖層上轉移二維材料層；
5、步驟104，在二維材料層上制作一層第二aln緩沖層；
6、步驟105，在第二aln緩沖層上形成gan材料薄膜。
7、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，該方法還包括步驟101：對襯底進行清潔，并去除殘留水分。
8、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述襯底為藍寶石襯底、碳化硅襯底、硅單晶襯底、尖晶石襯底、碳化硅襯底或氧化鋅襯底等。
9、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述藍寶石襯底為單晶藍寶石襯底。
10、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述藍寶石襯底為平片藍寶石襯底。
11、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述藍寶石襯底的取向為(0001)。
12、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述藍寶石襯底的厚度為300-500μm，更優選為410-430μm。
13、根據本專利技術的具體實施方案，在步驟102中，在轉移二維材料層之前引入第一aln緩沖層，能夠提高后續生長氮化鎵的晶體質量，增強襯底材料的極性強度，提高上方gan材料薄膜的晶體質量。
14、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，在步驟102中，所述第一aln緩沖層的制作方法為濺射或mocvd外延生長。
15、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，通過濺射生長的第一aln緩沖層的厚度為10-100nm，更優選為10-20nm。
16、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，通過濺射生長的第一aln緩沖層為多晶aln材料。
17、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，通過濺射生長的第一aln緩沖層的取向為(0001)。
18、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，通過mocvd外延生長的第一aln緩沖層的厚度為1-3μm。
19、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，通過mocvd外延生長的第一aln緩沖層為單晶aln材料。
20、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，通過mocvd外延生長的第一aln緩沖層的取向為(0001)。
21、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，通過mocvd外延生長的第一aln緩沖層的極性為al極性。
22、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，在步驟103中，所述二維材料層為單晶石墨烯。
23、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，在步驟103中，石墨烯的厚度為1-3層。
24、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，轉移二維材料層的方法為濕法轉移。
25、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述濕法轉移中使用的溶液不與所述襯底發生反應。
26、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述濕法轉移還包括：將聚甲基丙烯酸甲酯旋涂至生長好的二維材料表面，并進行加熱固化；更優選地，所述固化的溫度為50-150℃。
27、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述濕法轉移還包括：對生長二維材料的襯底進行刻蝕去除，刻蝕后將帶有固化膜的二維材料從溶液中轉入去離子水清洗，并轉移附著在目標襯底上，進行晾干，烘干以去除水分；然后去除聚甲基丙烯酸甲脂，得到單層的二維材料，之后進行退火處理。
28、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，重復制備單層二維材料的過程，得到多層的二維材料。
29、根據本專利技術的具體實施方案，在步驟104中，通過在二維材料層之上引入第二aln緩沖層，能夠解決二維材料容易被后續生長氮化鎵的高溫破壞的問題，起到保護二維材料層的作用。
30、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，在步驟104中，濺射第二aln緩沖層采用脈沖磁控濺射方法。
31、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所述脈沖磁控濺射的生長第二aln緩沖層的厚度為10-50nm，更優選為10-20nm。
32、根據本專利技術的具體實施方案，優選地，所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種石墨烯范德華外延氮化鎵薄膜生長方法，其包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，該方法還包括步驟101：對襯底進行清潔，并去除殘留水分；
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述襯底為藍寶石襯底；
4.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟102中，所述第一AlN緩沖層的制作方法為濺射或MOCVD外延生長；
5.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟103中，所述二維材料層為單晶石墨烯；
6.根據權利要求1或5所述的方法，其中，在步驟103中，石墨烯的厚度為1-3層；
7.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟104中，濺射第二AlN緩沖層采用脈沖磁控濺射方法；
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述步驟105包括：提供金屬鎵源和氮源，使用MOCVD范德華外延生長GaN薄膜；
9.根據權利要求1所述的方法，其中，該方法還包括將GaN材料薄膜剝離的步驟。
10.一種氮化鎵薄膜，其是由權利要求1-9任一項所述的方法制備的。
【技術特征摘要】
1.一種石墨烯范德華外延氮化鎵薄膜生長方法，其包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，該方法還包括步驟101：對襯底進行清潔，并去除殘留水分；
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述襯底為藍寶石襯底；
4.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟102中，所述第一aln緩沖層的制作方法為濺射或mocvd外延生長；
5.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟103中，所述二維材料層為單晶石墨烯；
6.根據...
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