[发明专利]一种生长在Si衬底上的AlN薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于：采用Si衬底，选择Si衬底的（111）晶面为晶体取向，先在Si(111)晶面上生长出Al缓冲层，再外延生长AlN薄膜。

2.如权利要求1所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于：在生长Al缓冲层之前，对衬底依次进行表面抛光、清洗、退火的前处理步骤。

3.如权利要求2所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于，表面抛光的具体方法是：将Si衬底表面用金刚石泥浆进行抛光，用光学显微镜观察衬底表面没有划痕后，采用现有技术的化学机械抛光法对衬底进行抛光处理。

4.如权利要求2所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于，清洗步骤的具体方法是：将Si衬底先放在丙酮溶液中超声清洗，然后再放在去离子水中超声清洗；接着在异丙酮溶液中超声清洗；然后在氢氟酸溶液中超声清洗，再在去离子水中浸泡；再将Si衬底放在硫酸和双氧水的混合溶液中浸泡；最后将Si衬底放入氢氟酸中浸泡，用去离子水冲洗，氮气吹干，放入氮气柜内。

5.如权利要求2所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于，退火的具体方法是：将Si衬底放在超高真空的生长室内，在900－1000℃下烘烤3－5h去除表面的污染物，然后空冷至室温。

6.如权利要求1所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于：采用分子束外延生长法生长Al缓冲层，衬底的温度为500－600℃，真空度为10^-10Torr以上。

7.如权利要求1所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于：采用脉冲激光沉积生长法外延生长AlN薄膜，衬底温度为650－750℃，反应室压力为10－15mTorr、V/III比为50－60、生长速度为0.4－0.6 ML/s。

8.如权利要求1所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜的制备方法，其特征在于：Al缓冲层的厚度为3－5nm。

9.一种生长在Si衬底上的AlN薄膜，其特征在于：采用权利要求1至8任意一项所述的制备方法获得。

10.权利要求9所述的生长在Si衬底上的AlN薄膜在制备光电探测器、LED器件中的应用。