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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧化镓薄膜及其制备方法,属于半导体薄膜材料制备。
技术介绍
1、ga2o3是一种宽带隙n型半导体,作为半导体材料,ga2o3具有比硅更高的带隙(eg>4.5ev)、击穿电场、高临界击穿场(约为8mv/cm)和介电常数,也高于其他宽带隙材料,如sic和gan。是下一代半导体材料的理想选择。此外,ga2o3是一种特别坚固的材料,可以承受比较高的温度和压力水平,因此ga2o3很适合作为恶劣环境(如空间或极端温度)中的半导体材料。ga2o3优越的电子传输特性使其比传统半导体材料具有更高的电开关速度,这将赋予ga2o3基器件良好的机械稳定性和灵活性。为了发挥ga2o3薄膜材料的优点,并且降低制备成本,必须在高质量ga2o3外延薄膜的获得和低成本之间取得一个最优值。
2、ga2o3外延薄膜的制备主要采用的方法是mocvd(metal-organic chemical vapordeposition,金属有机化合物化学气相沉积)、mbe(molecular beam epitaxy,分子束外延)以及mist-cvd(mist-chemical vapor deposition,雾化化学气相沉积),但上述生长方法的设备成本较高,维护较麻烦,不利于大规模商业化应用。因此,需要设计一种简单便捷,且可以制备高质量、厚膜的ga2o3薄膜的方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种氧化镓薄膜及其制备方法,采用cvd(chemical vapor depo
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:
3、一种氧化镓薄膜的制备方法,包括如下步骤:
4、步骤1,将镓源在热乙醇中进行热处理,得到流体镓源;
5、步骤2,对衬底进行预处理,所述衬底包括放置流体镓源的前驱衬底和制备氧化镓薄膜的主衬底;将流体镓源置于预处理后的前驱衬底上,并将前驱衬底和主衬底一同置于化学气相淀积反应腔室中;
6、步骤3,将化学气相淀积反应腔室抽真空后,向反应腔室内冲入载气直至反应腔室达到常压状态;
7、步骤4,将反应腔室升温到反应温度后,保持反应温度30min,并在30min的后15min,向反应腔室通入流动载气;
8、步骤5,通入氧源至衬底表面,氧源通入过程中反应腔室保持常压状态;
9、步骤6,在反应时间结束后停止氧源通入,在流动载气氛围下将反应腔室内温度降至室温后,再对主衬底进行与步骤2相同的预处理,得到制备好的氧化镓薄膜。
10、作为本专利技术方法的一种优选方案,步骤1所述镓源为三甲基镓、氯化镓或金属镓。
11、作为本专利技术方法的一种优选方案,步骤1所述热处理为密闭加热。
12、作为本专利技术方法的一种优选方案,步骤2所述衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底或云母衬底,前驱衬底水平放置在石英坩埚上,主衬底放置于前驱衬底之后,且主衬底与石英坩埚之间的夹角为30°。
13、作为本专利技术方法的一种优选方案,步骤2所述预处理过程如下:
14、(1)用去离子水冲洗衬底;
15、(2)将冲洗后的衬底放在丙酮溶液中,在超声震荡机中超声5min,取出后在纯度为99.999%的氮气下吹至干燥;
16、(3)将经过步骤(2)的衬底放在乙醇溶液中,在超声震荡机中超声5min,取出后在纯度为99.999%的氮气下吹至干燥;
17、(4)将经过步骤(3)的衬底放在去离子水中,在超声震荡机中超声5min,取出后在纯度为99.999%的氮气下吹至干燥,得到预处理后的衬底。
18、作为本专利技术方法的一种优选方案,步骤3所述载气为氮气、氩气或氢气。
19、作为本专利技术方法的一种优选方案,步骤4所述反应温度为950℃-1050℃。
20、作为本专利技术方法的一种优选方案,步骤6所述氧源为o2,载气的流量范围为8slm-15slm。
21、一种根据所述的制备方法获得的氧化镓薄膜,氧化镓薄膜的厚度大于300nm。
22、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
23、1、本专利技术通过采用化学气相淀积(cvd)技术实现了氧化镓薄膜在蓝宝石衬底上的生长,相比于目前其他生长氧化镓薄膜的方法,本专利技术方法简单高效且成本较低。
24、2、本专利技术采用了前驱衬底和主衬底两种衬底,将镓源置于前驱衬底上,在主衬底上进行氧化镓的生长,可以很好的避免镓源的存在对氧化镓薄膜的污染。采用了三镓源的方法,有效提高了氧化镓薄膜在蓝宝石主衬底上的成膜概率。
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1.一种氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤1所述镓源为三甲基镓、氯化镓或金属镓。
3.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤1所述热处理为密闭加热。
4.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤2所述衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底或云母衬底,前驱衬底水平放置在石英坩埚上,主衬底放置于前驱衬底之后,且主衬底与石英坩埚之间的夹角为30°。
5.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤2所述预处理过程如下:
6.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤3所述载气为氮气、氩气或氢气。
7.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤4所述反应温度为950℃-1050℃。
8.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤6所述氧源为O2,载气的流量范围为8slm-15slm。
9.一种根据权利要求1所述的制备
...【技术特征摘要】
1.一种氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤1所述镓源为三甲基镓、氯化镓或金属镓。
3.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤1所述热处理为密闭加热。
4.根据权利要求1所述的氧化镓薄膜的制备方法,其特征在于,步骤2所述衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底或云母衬底,前驱衬底水平放置在石英坩埚上,主衬底放置于前驱衬底之后,且主衬底与石英坩埚之间的夹角为30°。
5.根据权利要求1...
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