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公开(公告)号:CN115896947B
公开(公告)日:2023-05-16
申请号:CN202310044590.7
申请日:2023-01-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种在陶瓷衬底上生长单晶III族氮化物的方法。先在陶瓷衬底表面沉积填充材料并研磨抛光获得光滑表面,和/或,在表面形成Al‑O化合物层或二维材料层;然后依次在表面形成氮化物层和二维材料层,再生长单晶III族氮化物。通过在陶瓷衬底上沉积填充材料并研磨和抛光实现光滑的表面;在表面形成Al‑O化合物层或二维材料层以优化下一步氮化物的c轴取向;后续的氮化物层为单晶III族氮化物的生长提供极化场,保证其生长取向,并促进生长过程的成核;二维材料层为III族氮化物层的生长提供有序的六方结构,保证生长出单晶六方结构的III族氮化物。该方法实现了在陶瓷衬底上外延生长单晶III族氮化物,提高了晶体质量和散热性能,并大幅降低了成本。
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公开(公告)号:CN115896947A
公开(公告)日:2023-04-04
申请号:CN202310044590.7
申请日:2023-01-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种在陶瓷衬底上生长单晶III族氮化物的方法。先在陶瓷衬底表面沉积填充材料并研磨抛光获得光滑表面,和/或,在表面形成Al‑O化合物层或二维材料层;然后依次在表面形成氮化物层和二维材料层,再生长单晶III族氮化物。通过在陶瓷衬底上沉积填充材料并研磨和抛光实现光滑的表面;在表面形成Al‑O化合物层或二维材料层以优化下一步氮化物的c轴取向;后续的氮化物层为单晶III族氮化物的生长提供极化场,保证其生长取向,并促进生长过程的成核;二维材料层为III族氮化物层的生长提供有序的六方结构,保证生长出单晶六方结构的III族氮化物。该方法实现了在陶瓷衬底上外延生长单晶III族氮化物,提高了晶体质量和散热性能,并大幅降低了成本。
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公开(公告)号:CN118127637A
公开(公告)日:2024-06-04
申请号:CN202410254843.8
申请日:2023-02-02
Applicant: 北京大学
IPC: C30B29/40 , H01L21/02 , C30B25/18 , C23C16/40 , C23C16/455 , C23C14/08 , C23C16/06 , C23C16/56 , C23C14/16 , C23C14/58 , C30B29/20 , C30B1/02 , C30B33/00 , C30B33/02
Abstract: 本发明提供了一种Si衬底上高质量AlN薄膜材料及其制备方法,以Si(111)为衬底,先在其表面形成一层氧化铝层;然后对氧化铝层进行高温处理,形成α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层;再在α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层上生长高质量AlN薄膜。本发明利用α‑氧化铝的表面结构改善AlN成核层晶粒间的取向差异,以AlON为AlN成核层和α‑氧化铝层之间良好的过渡层,实现晶格常数的渐变,减少缺陷的形成。α‑氧化铝过渡层还可以平衡外延生长过程中的应力和应变,降低外延片的翘曲;有效控制螺位错密度,减小电子器件的漏电;对于射频电子器件还可以减少Al向Si(111)衬底的扩散,从而减小射频损耗。
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公开(公告)号:CN116590795A
公开(公告)日:2023-08-15
申请号:CN202310604790.3
申请日:2023-05-25
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种利用陶瓷衬底生长单晶GaN自支撑衬底的方法,首先在在陶瓷衬底表面沉积填充材料,通过研磨抛光获得光滑表面;然后在表面形成二维材料层,并进行等离子体处理和/或原位NH3处理;接着生长单晶GaN厚膜材料,最后将单晶GaN厚膜材料从陶瓷衬底上分离,形成GaN自支撑衬底。该方法充分利用了陶瓷衬底与GaN热膨胀系数匹配的优点,并利用二维材料层为GaN的生长提供有序的六方结构,通过等离子体处理和/或NH3处理解决了二维材料表面难成核和外延层存在两种面内取向的问题,实现了高质量GaN自支撑衬底的制备。基于引入的二维材料层,可采用剥离技术将单晶GaN厚膜材料从陶瓷衬底上分离下来,基于成熟的产业链还可以实现大尺寸、低成本的晶圆级制造。
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公开(公告)号:CN118401083A
公开(公告)日:2024-07-26
申请号:CN202410468481.2
申请日:2024-04-18
Applicant: 北京大学
IPC: H10N30/076 , H10N30/85 , H10N30/00 , H03H3/02 , H03H9/17
Abstract: 本发明公开了一种用于高带宽低成本滤波器的Al(Sc)N薄膜及其制备方法。选取C面SiC键合衬底,首先使用MOCVD生长N极性AlN层,然后在避免表层AlN形成含氧层的情况下,使用PVD生长N极性AlN或AlScN加厚层,获得高质量的单晶压电薄膜材料,应用于高带宽低成本滤波器。该方法使用键合衬底充分降低了衬底成本,先通过MOCVD在C面SiC键合衬底上生长AlN提供统一的极性取向和较好的晶格取向,然后通过PVD保持N极性生长,保证了整体薄膜的较好c轴取向,有效保证了压电常数d33不会因为c轴的反转带来的抵消,并由于PVD生长速度快的特点,进一步降低了成本。
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公开(公告)号:CN115831719A
公开(公告)日:2023-03-21
申请号:CN202310052527.8
申请日:2023-02-02
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02 , C30B29/40 , C30B25/18 , C23C14/08 , C23C14/58 , C23C16/40 , C23C16/455 , C23C16/56 , C23C14/06 , C23C14/16 , C23C16/06
Abstract: 本发明公开了一种Si衬底上高质量AlN薄膜材料的制备方法,以Si(111)为衬底,先在其表面形成一层氧化铝层;然后对氧化铝层进行高温处理,形成α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层;再在α‑氧化铝过渡层或者AlON/α‑氧化铝复合过渡层上生长高质量AlN薄膜。本发明利用α‑氧化铝的表面结构改善AlN成核层晶粒间的取向差异,以AlON为AlN成核层和α‑氧化铝层之间良好的过渡层,实现晶格常数的渐变,减少缺陷的形成。α‑氧化铝过渡层还可以平衡外延生长过程中的应力和应变,降低外延片的翘曲;有效控制螺位错密度,减小电子器件的漏电;对于射频电子器件还可以减少Al向Si(111)衬底的扩散,从而减小射频损耗。
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