[發明專利]一種Fe3N材料的生長方法有效
| 申請號： | 201010128576.8 | 申請日： | 2010-03-19 |
| 公開（公告）號： | CN101787561A | 公開（公告）日： | 2010-07-28 |
| 發明（設計）人： | 張榮;謝自力;陶志闊;劉斌;修向前;華雪梅;趙紅;陳鵬;韓平;施毅;鄭有炓 | 申請（專利權）人： | 南京大學 |
| 主分類號： | C30B25/02 | 分類號： | C30B25/02;C30B25/08 |
| 代理公司： | 南京天翼專利代理有限責任公司 32112 | 代理人： | 黃明哲 |
| 地址： | 210093 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 fe sub 材料 生長 方法 | ||
1.一種Fe3N材料的生長方法，其特征是在金屬有機物化學汽相外延MOCVD系統 中生長，包括以下步驟：
1）、對藍寶石襯底在1000－1100℃溫度下進行襯底材料熱處理，再在同樣溫度下通 入氨氣進行表面氮化；
2）、在500-700℃溫度范圍下通入載氣N2、氨氣以及有機鎵源，在經過步驟1）預 處理的襯底上合成生長5-50nm的低溫GaN緩沖層；
3）、生長低溫GaN緩沖層后，將溫度升高至1000-1150℃，生長10分鐘以上，得 到厚度在50nm以上的GaN支撐層；
4）、生長GaN支撐層材料后，在600－1050℃溫度下通入二茂鐵FeCp2做Fe源，Fe 源流量為50-200sccm，生長Fe3N材料；
在MOCVD系統中，有機鎵源為三甲基鎵，流量為1-50sccm，Fe3N材料生長時間為 5-3600秒；反應腔壓強控制在0.1-2大氣壓；氨氣流量控制在500-700sccm，Ⅴ/Ⅲ比為 500-50000，Ⅴ/Ⅲ比指N與Ga之摩爾比；
步驟4）Fe3N材料生長過程中，采用氫氣做載氣，得到顆粒狀表面的Fe3N顆粒薄膜 材料和層狀結構表面的Fe3N單晶薄膜材料，并且隨著生長溫度的升高，Fe3N薄膜材料表 面由顆粒狀結構轉為層狀結構；
600℃生長的樣品，薄膜表面為顆粒狀，顆粒的高度均小于100nm，隨著溫度升高， 750℃生長的樣品表面上的顆粒尺寸變大，密度減小，向扁平狀發展；到了900℃，薄膜 表面開始形成層狀結構，當生長溫度達到1050℃時，表面的層狀結構結合在一起，形成 平面的薄膜表面。
2.根據權利要求1所述的一種Fe3N材料的生長方法，其特征是Fe3N材料生長過 程中，反應腔壓強控制在0.1個大氣壓不變。
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