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一种基于硅衬底上二维β-Ga2O3的制备方法


技术摘要:
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  全部
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。
技术实现要素:
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。 (2)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 3 CN 111613525 A 说 明 书 2/3 页 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。 附图说明 图1为实施例1基于硅衬底上制备二维β-Ga2O3的各层剖面示意图。 图2为实施例1基于硅衬底上二维β-Ga2O3的AFM图像。 图3为实施例1基于硅衬底上二维β-Ga2O3的AFM厚度曲线。
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