[發明專利]一種在硅襯底上制備β-氧化鎵薄膜的方法

有效

• 申請號: 201710930813.4
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107785241B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 矯淑杰;張峻華;李少方
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種在硅襯底上制備β-氧化鎵薄膜的方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

步驟一：水浴法制備GaOOH種子層；

取一硅襯底，并對其進行清洗，待用；水浴法配置硝酸鎵和六亞甲基四胺混合溶液，將所用襯底生長面向下放置在混合溶液中進行生長；其中，硝酸鎵濃度為0.1~0.6mol/L，六亞甲基四胺濃度為0.5~1mol/L，混合溶液總體積為30 mL，水浴溫度為80-98^oC，生長時間為1-3 h；

步驟二：將步驟一得到的帶有種子層的襯底，用去離子水沖洗后，放入烘箱在150^oC溫度下烘干，然后放入水熱混合溶液中反應，反應后自然降溫，將襯底取出，去離子水沖洗，放入烘箱150^oC烘干，獲得羥基氧化鎵納米陣列，其中，水熱混合溶液中， Ga(NO₃)₃濃度為0.05-1mol/L， 六亞甲基四胺濃度為0.1-0.3mol/L，體積為30 ml，水熱溫度120- 180℃ ，水熱時間2-6h；

步驟三：將步驟二得到的羥基氧化鎵納米陣列，放入退火爐中退火，退火溫度650-900^oC，退火時間2-4h，然后自然冷卻到室溫，得到β-氧化鎵納米柱陣列；

步驟四：室溫生長無定型氧化鎵薄膜；

在步驟三中得到的β-氧化鎵納米柱陣列上利用磁控濺射方法制備無定型氧化鎵薄膜，所用靶材為氧化鎵靶材，濺射功率為160-220 W，濺射壓強為0.8 -1.6 Pa，氣體總流量為40-42 sccm，其中氧氣流量為2-5sccm，濺射過程中襯底未加熱，生長時間為2-4 h；

步驟五：高溫退火獲得β-氧化鎵薄膜

將步驟四得到的無定型氧化鎵薄膜，放入退火爐退火，退火溫度650-900^oC，時間2-4h，然后自然冷卻到室溫，即得到β-氧化鎵薄膜。