[发明专利]一种氮化镓薄膜层的制备方法及衬底

权利要求书

1.一种氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取间接衬底，并对所述间接衬底进行清洗；

在所述间接衬底的表面形成石墨烯薄膜层；

在所述石墨烯薄膜层的表面形成氮化镓薄膜层。

2.根据权利要求1所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，在对所述间接衬底进行清洗的步骤包括：

将甲苯、四氯化碳、丙酮、乙醇、去离子水混合获得混合清洗液；

利用所述混合清洗液对所述间接衬底进行超声清洗；

在浓硫酸和H₂O₂的混合液中浸泡所述间接衬底；

利用HF溶液去除所述间接衬底表面的原生氧化层；

利用去离子水冲洗所述间接衬底；

去除所述间接衬底表面的水分。

3.根据权利要求2所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，所述间接衬底超声清洗5～10min，所述间接衬底在浓硫酸和H₂O₂的混合液中浸泡3～6min，利用去离子水冲洗所述间接衬底3～8次。

4.根据权利要求2所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，利用质量浓度为2.5～4.5%的HF溶液刻蚀掉所述间接衬底表面的原生氧化层。

5.根据权利要求2所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，利用高纯氮气吹干所述间接衬底，以去除所述间接衬底表面的水分。

6.根据权利要求1所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，在所述间接衬底的表面制作石墨烯薄膜层的步骤包括：

在所述间接衬底的表面形成SiC薄膜层；

使所述SiC薄膜层热分解，从而在所述间接衬底的表面形成石墨烯薄膜层。

7.根据权利要求6所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，通过高温升华、液相外延、磁控溅射、脉冲激光沉积、化学气相沉积或分子束外延工艺在所述间接衬底的表面形成SiC薄膜层。

8.根据权利要求6所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，在所述间接衬底的表面形成SiC薄膜层的步骤包括：

在所述间接衬底表面均匀铺展聚碳硅烷；

在1050～1300℃的温度下使所述聚碳硅烷裂解形成SiC薄膜层。

9.根据权利要求6所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，在所述间接衬底的表面形成石墨烯薄膜层之前还需要：

在500～900℃的温度下原位烘烤所述间接衬底1～3小时。

10.根据权利要求6所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，将表面形成有所述SiC薄膜层的所述间接衬底放置在温度为1100℃以上的环境中，使所述SiC薄膜层热分解，从而在所述石墨烯薄膜层的表面形成石墨烯薄膜层。

11.根据权利要求6所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，在所述间接衬底的表面形成氮化镓薄膜层的步骤中，将表面形成有石墨烯薄膜层的所述间接衬底放置在900℃以上的环境中，并通入TMGa气体和NH₃气体，载气体为H₂气，使所述石墨烯薄膜层中的C=C双键断裂，并与·NH2和/或MMG结合形成氮化镓薄膜层。

12.根据权利要求11所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，在形成氮化镓薄膜层后，还包括退火处理，用以减小所述氮化镓薄膜层的应力。

13.根据权利要求1-12任意一项所述的氮化镓薄膜层的制备方法，其特征在于，所述间接衬底为蓝宝石衬底、SiC衬底或Si衬底、LiAlO₃衬底或ZnO衬底。

14.一种衬底，包括间接衬底和设置在所述间接衬底表面的氮化镓层，其特征在于，在所述间接衬底和所述氮化镓层之间还设有石墨烯薄膜层。

15.根据权利要求14所述的衬底，其特征在于，用于制作LED、蓝光激光器和太阳能电池。