新材料及其应用

本发明提供了一种单晶提高金刚石表面β‑Ga2O3薄膜结合力的方法，属于金刚石表面薄膜制备技术领域。本发明使用两步水热法在单晶金刚石上制备了β‑Ga2O3薄膜：通过等离子刻蚀处理单晶金刚石表面，随后在高温水浴环境下播种，然后生长GaOOH薄膜，最后高温退火即可。在此基础上，通过掩膜/光刻等工艺进一步制备β‑Ga2O3器件。本发明能够有效改善β‑Ga2O3器件由于极低的热导率所导致的自热效应，提高器件的性能和稳定性，提高了金刚石与β‑Ga2O3之间的膜基结合力，解决了两者结合时由于晶格常数和热膨胀系数的较大差异导致β‑Ga2O3薄膜与金刚石衬底之间出现裂缝或者掉落的问题。

高性能半导体器件领域：该方法可使 β- 氧化镓薄膜与单晶金刚石牢固结合，能有效改善 β- 氧化镓器件的自热效应，提高其性能和稳定性，从而推动高频高功率器件、紫外探测器、气敏传感器等高性能半导体器件的发展，满足现代电子技术对高性能器件的需求。

光电器件集成领域：有助于实现 β- 氧化镓薄膜与单晶金刚石在光电器件中的集成应用，如制备出更高效、更稳定的光电器件，提升光电器件的整体性能和可靠性，为光通信、光显示等领域提供更优质的器件基础。

集成电路散热领域：利用单晶金刚石的高导热性，结合牢固的 β- 氧化镓薄膜，可开发出性能更优的集成电路散热方案，解决集成电路在高功率运行时的散热难题，提高集成电路的工作频率和可靠性，促进集成电路产业的进一步发展。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

本发明提供了一种提高单晶金刚石表面β-Ga2O3薄膜结合力的方法，与现有技术相比，本发明通过两步水热法在经刻蚀处理的单晶金刚石表面制备β-Ga2O3薄膜，提高了单晶金刚石与β-Ga2O3之间的膜基结合力，能够有效解决β-Ga2O3薄膜与单晶金刚石衬底之间出现裂缝或者掉落的问题。此外，水热法制备β-Ga2O3薄膜，操作简单，技术设备要求低，易于实现工业化应用。