[发明专利]在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法

权利要求书

1.一种在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，包括步骤如下：

(1)生长石墨烯：

(1a)将清洗后的铜箔放管式炉石英管中，抽真空10min；

(1b)通入氢气，将管式炉加热至1000℃后退火2小时；

(1c)通入碳源气体生长2小时，关闭碳源，将管式炉石英管快速降至室温，得到覆盖石墨烯的铜箔；

(2)磁控溅射氮化铝：

(2a)将覆盖石墨烯的铜衬底置于磁控溅射系统中，反应室压力为1Pa，通入氮气和氩气5min；

(2b)以5N纯度的铝为靶材，采用射频磁控溅射，在覆盖石墨烯的铜衬底上溅射氮化铝薄膜，得到溅射氮化铝的基板；

(3)热处理：

(3a)将溅射氮化铝的基板置于金属有机物化学气相淀积反应室中，向反应室通入氢气与氨气的混合气体5min；

(3b)通入氢气与氨气的混合气体5min后，将反应室加热到600℃，对溅射氮化铝的基板进行20min热处理，得到热处理后的基板；

(4)生长低V-Ш比氮化镓层：

(4a)将反应室压力降为20Torr，依次通入氢气、氨气和镓源；

(4b)在氢气、氨气和镓源的气氛下，保持反应室温度为1000℃，采用化学气相淀积法在氮化铝基板上生长氮化镓外延层，得到低V-Ш比氮化镓外延层；

(5)生长高V-Ш比氮化镓层：

(5a)保持反应室温度为1000℃，将压力升高到为40Torr，依次通入氢气、氨气和镓源；

(5b)在氢气、氨气和镓源的气氛下，采用化学气相淀积法在低V-Ш比氮化镓外延层上生长氮化镓外延层；

(5c)将反应室温度降至室温后取出样品，得到在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓。

2.根据权利要求1所述的在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，其特征在于，步骤(1c)中所述的石墨烯的厚度为0.34nm。

3.根据权利要求1所述的在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，其特征在于，步骤(2b)中所述的磁控溅射氮化铝的厚度为30-100nm。

4.根据权利要求1所述的在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，其特征在于，步骤(4b)中所述的低V-Ш比氮化镓外延层的厚度50-200nm。

5.根据权利要求1所述的在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，其特征在于，步骤(5b)中所述的氨气流量为4000-10000sccm；镓源流量为10-200μmol/min。

6.根据权利要求1所述的在石墨烯上基于磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，其特征在于，步骤(5b)中所述的高V-Ш比氮化镓外延层的厚度为500-3000nm。