一种氮化铝单晶衬底的制备方法与流程

本发明涉及陶瓷材料，具体涉及一种氮化铝单晶衬底的制备方法。

背景技术：

1、第三代半导体具备的宽禁带特性使得以其为基础的器件具有一系列优点，例如耐高压、抗击穿、抗辐照、宽光学窗口等。由此可知，发展新型宽禁带半导体乃至超宽禁带半导体材料必将成为未来电子与器件领域进一步发展的重要因素。氮化铝由于其禁带宽度高达6.2ev，因此被称为下一代超宽禁带半导体，以其为基础的深紫外波段光电二极管已在杀菌消毒领域占有一席之地，而能否使其进一步发展，应用于更广阔的电力电子及其光电子期间领域，则直接取决于其材料的晶体质量。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氮化铝单晶衬底的制备方法，所得氮化铝单晶膜层具有良好的结晶质量。

2、为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种氮化铝单晶衬底的制备方法，包括以下步骤：

4、s1：在氮化铝单晶衬底的表面进行共聚物涂覆，得共聚物层；

5、s2：于共聚物层表面再涂覆交联物，得交联物层；

6、s3：再于交联物层表面进行银离子溅射，得氮化铝单晶衬底。

7、优选的，所述步骤s3之后还包括以下步骤：自所述衬底背离所述交联物层表面进行银离子溅射的一侧对所述衬底进行减薄处理。

8、优选的，所述共聚物的制备方法具体包括以下步骤：

9、将质量分数为10%的过硫酸铵、单体丙烯酸和异丙醇混合，并升温至 60-75℃，保温搅拌 20min，继续升温至80-90℃下持续搅拌1-2h，保温反应 1h，最后冷却至室温，即得共聚物。

10、优选的，所述过硫酸铵、单体丙烯酸和异丙醇的重量份比为5:1:2。

11、优选的，所述交联物的制备方法具体包括以下步骤：

12、将二甲基亚砜、偶氮二异丁腈、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯腈和丙烯酸十八烷酯于80℃下反应4-6h，再加入乙二醇二丙烯酸酯和氧化铜，于90℃下反应1-2h，即得交联物。

13、优选的，所述二甲基亚砜、偶氮二异丁腈、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸十八烷酯、乙二醇二丙烯酸酯和氧化铜的重量份比为200:1:2:50:20:7:5:1。

14、优选的，所述步骤s3中银离子溅射具体包括以下步骤：通过离子溅射仪于交联物层表面进行银离子溅射，电流密度为 40-50ma/cm2，溅射时间1-3min。

15、优选的，所述减薄处理具体为采用等离子体轰击的方式减薄所述衬底。

16、优选的，所述等离子体轰击的能量为150-250kev。

17、优选的，所述减薄处理后单晶衬底层、共聚物层和交联物层的厚度比为2:1:1。

18、本发明共聚物层、交联物层的添加，于衬底表面实现致密分布，以便于引入分子应力，减少位错生成，再通过溅射银离子使之产生耦合作用提高氮化铝单晶膜层晶体质量，最终获得具有高结晶质量的氮化铝单晶复合衬底。

技术特征：

1.一种氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤s3之后还包括以下步骤：自所述衬底背离所述交联物层表面进行银离子溅射的一侧对所述衬底进行减薄处理。

3.如权利要求1所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述共聚物的制备方法具体包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述过硫酸铵、单体丙烯酸和异丙醇的重量份比为5:1:2。

5.如权利要求1所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述交联物的制备方法具体包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述二甲基亚砜、偶氮二异丁腈、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸十八烷酯、乙二醇二丙烯酸酯和氧化铜的重量份比为200:1:2:50:20:7:5:1。

7.如权利要求1所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中银离子溅射具体包括以下步骤：通过离子溅射仪于交联物层表面进行银离子溅射，电流密度为40-50ma/cm2，溅射时间1-3min。

8.如权利要求2所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述减薄处理具体为采用等离子体轰击的方式减薄所述衬底。

9.如权利要求8所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述等离子体轰击的能量为150-250kev。

10.如权利要求2所述的氮化铝单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述减薄处理后单晶衬底层、共聚物层和交联物层的厚度比为2:1:1。

技术总结本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氮化铝单晶衬底的制备方法，包括以下步骤：S1：在氮化铝单晶衬底的表面进行共聚物涂覆，得共聚物层；S2：于共聚物层表面再涂覆交联物，得交联物层；S3：再于交联物层表面进行银离子溅射，得氮化铝单晶衬底。本发明一种氮化铝单晶衬底的制备方法，所得氮化铝单晶膜层具有良好的结晶质量。技术研发人员：冯家伟,施纯锡受保护的技术使用者：福建华清电子材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4