[发明专利]一种基于硅衬底上二维β-Ga2

说明书

本发明公开了一种基于硅衬底上二维β‑Ga₂O₃的制备方法，属于半导体材料技术领域。包括以下步骤：S1、将硒化镓晶体经过剥离得到二维硒化镓后，转移至预处理的硅衬底上，得到硅衬底上的二维硒化镓；S2、将S2得到硅衬底上的二维硒化镓，在550℃保温5h后，冷却至室温，即得基于硅衬底上二维β‑Ga₂O₃。本发明提供的制备方法中，对硅衬底上的二维硒化镓进行热处理时，可在空气环境中完成，制备过程不需要严格的反应条件，对反应设备要求不高，制备门槛低。

技术领域

本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种基于硅衬底上二维β-Ga₂O₃的制备方法。

背景技术

近半个世纪以来，以硅材料为基础半导体技术支撑着整个电子行业的发展，但随着行业整体对器件性能要求的提高，传统材料难以满足需求，新兴材料开始崭露头角。自2004年以石墨烯为代表的二维材料发现以来，二维材料以其特殊的电学、光学性能而备受瞩目，广泛应用于电子器件与光电子器件。作为一种新兴的二维材料，二维β-Ga₂O₃具有许多优异的特性。(1)二维β-Ga₂O₃具有极宽的带隙，使得其器件具有极大的击穿电压，得益于其极宽的带隙，在深紫外光探测领域潜力巨大。(2)二维β-Ga₂O₃的载流子迁移率很高，可以用它实现高速的电子器件和光电子器件。第三，相比于传统二维材料，二维β-Ga₂O₃环境稳定性很高。可见，二维Ga₂O₃在未来半导体领域扮演着重要的角色。

目前二维β-Ga₂O₃的制备方法有直接从β-Ga₂O₃晶体上剥离和化学气相淀积方法。机械剥离法虽然简单，但是剥离得到的样品尺寸，厚度均难以控制。对于β-Ga₂O₃这种非二维结构的材料，采用化学气相淀积法制备二维β-Ga₂O₃，需要对生长过程严格空控制，且操复杂。相比之下，本发明所述的方法具有操作简单，产出样品厚度小等优点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述方法所存在的缺点与不足，提供一种生长在硅衬底上的二维β-Ga₂O₃的制备方法。所述方法具有操作简单，所需原料易于获取，制备过程所需设备较少，可行性高的优点。

本发明目的提供一种基于硅衬底上二维β-Ga₂O₃的制备方法，包括以下步骤：

S1、将硒化镓晶体经过剥离得到二维硒化镓后，转移至预处理的硅衬底上，得到硅衬底上的硒化镓薄膜；

S2、将S2得到硅衬底上的硒化镓薄膜，在550℃保温±0.5h后，冷却至室温，即得基于硅衬底上二维β-Ga₂O₃薄膜。

优选的，所述剥离采用机械剥离法，且剥离次数为3～8次。

优选的，所述预处理的硅衬底的制备具体包括以下步骤：

选取硅片，并依次用无水乙醇、丙酮、去离子水进行清洗，并在无尘环境中风干，随后使用氩离子处理硅片外延层，即得预处理的硅衬底。

优选的，所述转移后将含有硒化镓的硅衬底放置在热台上恒温加热100±3℃，并垂直按压1-5min。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果:

(1)本发明所采用的原料易获取，且获取方式简单。