生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用与流程

技术特征：

1.生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜，其特征在于，包括依次生长在ScMgAlO₄衬底上的GaN缓冲层、GaN形核层，GaN非晶层和GaN薄膜。

2.根据权利要求1所述的生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜，其特征在于，所述ScMgAlO₄衬底以(0001)面偏(11-20)面0.5～1°为外延面。

3.根据权利要求1所述的生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜，其特征在于，所述GaN缓冲层的厚度为30～80nm。

4.根据权利要求1所述的生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜，其特征在于，所述GaN形核层的厚度为50～150nm。

5.根据权利要求1所述的生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜，其特征在于，所述GaN非晶层的厚度为10～120nm。

6.根据权利要求1所述的生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜，其特征在于，所述GaN薄膜的厚度为100～500nm。

7.生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)衬底以及其晶向的选取：采用ScMgAlO₄衬底，以(0001)面偏(11-20)面0.5～1°为外延面，晶体外延取向关系为：GaN的(0001)面平行于ScMgAlO₄的(0001)面；

(2)衬底退火处理：将衬底放入退火室内，在600～700℃下对ScMgAlO₄衬底进行退火处理1～2h，获得原子级平整的衬底表面；

(3)GaN缓冲层外延生长：衬底温度调为450～550℃，采用脉冲激光沉积在反应室的压力为1.0～4.0×10^-5Pa、激光能量密度为1.5～3.0J/cm²的条件下生长GaN缓冲层；

(4)GaN形核层的外延生长：采用分子束外延生长工艺，将衬底保持在500～600℃，在反应室的压力为6.0～8.0×10^-5Pa、生长速度为0.6～0.8ML/s条件下，在步骤(3)得到的GaN缓冲层上生长GaN薄膜；

(5)GaN非晶层的生长：采用分子束外延生长工艺，将衬底保持在350～400℃，在反应室的压力为1.2～2.0×10^-4Pa、生长速度为0.5～0.6ML/s条件下，在步骤(4)得到的GaN形核层上生长GaN非晶层，释放生长中引入的应力；

(6)GaN薄膜的外延生长：采用分子束外延生长工艺，将衬底保持在500～600℃，在反应室的压力为6.0～8.0×10^-5Pa、生长速度为0.6～0.8ML/s条件下，在步骤(5)得到的GaN非晶层上生长GaN薄膜。

8.权利要求1～7任一项所述的生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜的应用，其特征在于，用于制备LED或光电探测器。