[发明专利]一种利用弯曲应力实现p型掺杂氧化镓的制备方法

说明书

本发明涉及一种利用弯曲应力实现p型掺杂氧化镓的制备方法，包括步骤：S1、在牺牲层上生长氧化镓，形成氧化镓层；S2、将所述氧化镓层转移到弯曲衬底上，使所述氧化镓层形成弯曲状；S3、将所述氧化镓层与所述弯曲衬底进行键合；S4、对弯曲后的所述氧化镓层进行掺杂，得到p型掺杂氧化镓。该制备方法将氧化镓层转移到弯曲衬底上，使得氧化镓层也形成弯曲状，弯曲可以使得氧化镓的带隙变小，从而有利于制备得到p型掺杂的氧化镓。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种利用弯曲应力实现p型掺杂氧化镓的制备方法。

背景技术

宽禁带半导体材料氧化镓由于其独特的性质和广泛的应用潜力已经成为当今最热门的材料之一，其中氧化镓晶体已经在高温气敏器件、深紫外光电器件和超高压功率器件等领域展示出了优异性能。掺杂是生长出质量较高、载流子浓度可控的n型和p型氧化镓晶体一个重要的手段，经过多年的探索，已经成功制备了n型掺杂Ga₂O₃，并且可以实现载流子浓度在一定程度上的调控，然而氧化镓的p型掺杂仍面临巨大挑战，甚至被认为是难以逾越的障碍。然而，这是高性能的氧化镓光电器件和电子器件应用必须面对和解决的核心科学问题。P型氧化镓制备困难主要源于其价带组成(深受主能级与空穴自陷等)、生长技术(材料缺陷引入自补偿效应)与掺杂技术(掺杂剂溶解度低)等问题。目前国际上尚未能制备出p型氧化镓薄膜材料。实现高质量的p型氧化镓薄膜材料制备具有非常重要的科学意义和应用价值，不仅可为宽禁带氧化物半导体的p型掺杂提供新思路，还将极大地推动氧化镓基光电器件和电子器件的应用进展。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种利用弯曲应力实现p型掺杂氧化镓的制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种利用弯曲应力实现p型掺杂氧化镓的制备方法，包括步骤：

S1、在牺牲层上生长氧化镓，形成氧化镓层；

S2、将所述氧化镓层转移到弯曲衬底上，使所述氧化镓层形成弯曲状；

S3、将弯曲后的所述氧化镓层与所述弯曲衬底进行键合；

S4、对弯曲后的所述氧化镓层进行掺杂，得到p型掺杂氧化镓。

在本发明的一个实施例中，步骤S1包括：

利用脉冲激光沉积法在所述牺牲层上生长氧化镓，形成氧化镓层。

在本发明的一个实施例中，所述牺牲层的材料包括AlN、GaN、NiO中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述氧化镓层的厚度为10nm～2μm。

在本发明的一个实施例中，步骤S2包括：

S21、利用液相剥离法，将所述氧化镓层与所述牺牲层剥离，得到剥离后的所述氧化镓层；

S22、采用所述弯曲衬底将剥离后的所述氧化镓层捞起，使所述氧化镓层附着在所述弯曲衬底的弯曲面上。

在本发明的一个实施例中，步骤S21包括：

将样品浸泡在碱性溶液中以腐蚀所述牺牲层，使得所述氧化镓层的边角翘起，然后将样品放置在去离子水中使得所述氧化镓层与所述牺牲层脱离，得到剥离后的所述氧化镓层。

在本发明的一个实施例中，步骤S3包括：

对样品进行清洗，然后烘干样品使所述氧化镓层与所述弯曲衬底之间的水分消失，实现所述氧化镓层与所述弯曲衬底的直接键合。

在本发明的一个实施例中，步骤S4包括：

利用离子注入方法对所述氧化镓层进行掺杂，得到所述p型掺杂氧化镓。