[發明專利]一種可調制帶隙寬度的鎵銦氧化物薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200810015687.0
• 申請日: 2008-04-14
• 公開（公告）號: CN101262017A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 馬瑾;楊帆;欒彩娜
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/18;H01L33/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司
• 代理人: 王緒銀

1.一種可調制帶隙寬度的鎵銦氧化物薄膜材料，具有如下通式：Ga_2(1-X)In_2XO₃，式中x為In/(Ga+In)原子比，x＝0.1-0.9；隨著銦含量x從0.9減少到0.1，該薄膜材料的帶隙寬度從3.72增大到4.58eV，當0.1≤x≤0.2時該薄膜具有β-Ga₂O₃的結構，當0.2＜x＜0.7薄膜具有混相結構，當0.7≤x≤0.9，薄膜具有立方In₂O₃的結構。

2.一種權利要求1所述的可調制帶隙寬度的鎵銦氧化物薄膜材料的制備方法，采用有機金屬化學氣相淀積工藝，以三甲基鎵[Ga(CH₃)₃]和三甲基銦[In(CH₃)₃]為有機金屬源，用氮氣作為載氣，用氧氣作為氧化氣體，用有機金屬化學氣相淀積設備在真空條件下在藍寶石襯底上生長鎵銦氧化物薄膜；其中的工藝條件如下：

反應室壓強30-100Torr，

生長溫度500～800℃

背景N₂流量100-800sccm

有機金屬鎵源溫度-14.5～-5℃，

有機金屬銦源溫度10～28℃，

有機金屬鎵源載氣(N₂)流量1～60sccm，

有機金屬銦源載氣(N₂)流量10～60sccm，

氧氣流量10～100sccm。

鎵銦氧化物薄膜的外延生長速率為0.5～2.5nm/min。

3.如權利要求2所述的可調制帶隙寬度的鎵銦氧化物薄膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：

(1)先將MOCVD設備反應室抽成高真空狀態4×10^-4Pa-5×10^-4Pa，將襯底加熱到生長溫度500～800℃，設定并保持有機金屬鎵源溫度-14.5～-5℃；設定并保持有機金屬銦源溫度10～28℃；

(2)打開氮氣瓶閥門，向真空反應室通入氮氣(背景N₂)100-800sccm，反應室壓強30-100Torr，保持30-35分鐘；

(3)打開氧氣瓶閥門，氧氣流量10-100sccm，保持8-12分鐘；

(4)打開有機金屬鎵源源瓶閥門，調節載氣(N₂)流量1-60sccm，保持8-12分鐘；

(5)打開有機金屬銦源源瓶閥門，調節載氣(N₂)流量10-60sccm，保持8-12分鐘；

(6)將氧氣和有機源載氣同時通入反應室，保持時間為80-300分鐘；

(7)反應結束，關閉鎵源源瓶、銦源源瓶和氧氣瓶閥門，用氮氣沖洗管道20-30分鐘。

4、如權利要求2所述的可調制帶隙寬度的鎵銦氧化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述的藍寶石拋光晶面是(0001)晶面。