[發(fā)明專利]一種帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410036256.8
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103789745A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬瑾;李釗;欒彩娜
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

1.一種帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料,具有如下通式:Al_2xIn_2-2xO₃，式中x為Al/(Al+In)原子比，x=0.1～0.9。?

2.如權(quán)利要求1所述的帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料，其特征在于，隨x從0.1增加到0.9，所得薄膜材料的光學(xué)帶隙寬度從3.71增大到5.80eV。?

3.如權(quán)利要求1所述的帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料，其特征在于，當(dāng)0.1≤x≤0.5時(shí)薄膜具有立方In₂O₃的結(jié)構(gòu)，當(dāng)0.5<x≤0.9時(shí)薄膜具有微晶或非晶結(jié)構(gòu)。?

4.一種帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料的制備方法，采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相淀積（MOCVD）法，襯底為MgO單晶片，在襯底上生長鋁銦氧化物薄膜，步驟如下：?

（1）將MOCVD反應(yīng)室抽真空至5×10^-4-8×10^-4Pa，開啟襯底加熱電源，使襯底溫度為600～800℃；?

（2）向真空反應(yīng)室通入氮?dú)夂脱鯕猓獨(dú)庾鳛楸尘癗₂，氧氣作為氧化氣體，使氧氣摩爾流量為1.34×10^-3～3.57×10^-3mol/min，氮?dú)饽柫髁繛?.23×10^-2mol/min；使氮?dú)夂脱鯕饬髁糠€(wěn)定；?

（3）以三甲基鋁[Al(CH₃)₃]和三甲基銦[In(CH₃)₃]為有機(jī)金屬源，氮?dú)鉃檩d氣。設(shè)定質(zhì)量流量計(jì)流量、有機(jī)金屬源瓶的壓力和源瓶的溫度，打開有機(jī)金屬源閥門，保持5-10分鐘，使流量穩(wěn)定；使有機(jī)金屬鋁源和有機(jī)金屬銦源的流量分別為：?

有機(jī)金屬源Al(CH₃)₃摩爾流量0.39～3.48μmol/min，有機(jī)金屬源In(CH₃)₃摩爾流量0.39～3.48μmol/min；?

（4）將步驟（3）所述的有機(jī)金屬源載氣通入真空反應(yīng)室，在襯底上進(jìn)行薄膜生長過程，反應(yīng)室壓強(qiáng)為10～40Torr，生長溫度600～800℃，生長時(shí)間為0.5～2.5小時(shí)；?

（5）反應(yīng)結(jié)束，關(guān)閉有機(jī)金屬源瓶和氧氣，持續(xù)用氮?dú)鉀_洗10～20分鐘。?

5.如權(quán)利要求4所述的帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述的氮?dú)夂脱鯕饩鶠楦呒儦怏w，高純氮?dú)狻⒏呒冄鯕獾募兌葹?9.999%以上。?

6.如權(quán)利要求4所述的帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料的制備方法，其特征在于，工藝條件如下：?

有機(jī)金屬源Al(CH₃)₃的摩爾流量選自：0.39μmol/min，0.77μmol/min，1.16μmol/min，1.55μmol/min，1.93μmol/min，2.32μmol/min，2.71μmol/min，3.09μmol/min，或3.48μmol/min；與此對應(yīng)的，?

有機(jī)金屬源In(CH₃)₃的摩爾流量選自：3.48μmol/min，3.09μmol/min，2.71μmol/min，?2.32μmol/min，1.93μmol/min，1.55μmol/min，1.16μmol/min，0.77μmol/min，或0.39μmol/min；?

生長時(shí)間????1.0h。?

7.如權(quán)利要求6所述的帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料的制備方法，其特征在于，控制有機(jī)金屬源的摩爾流量，分別獲得以下不同鋁銦摩爾比Al_2xIn_2-2xO₃材料：?

。

8.如權(quán)利要求7所述的帶隙寬度可調(diào)的鋁銦氧化物薄膜材料的制備方法，其特征在于，所得鋁銦氧化物薄膜的帶隙寬度隨Al/(Al+In)原子比x的增加而增大，對當(dāng)x=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9時(shí)，對應(yīng)的帶隙寬度分別是：3.71，3.92，4.23，4.27，4.81，5.29，5.42，5.63或5.80，單位：eV。?