[發(fā)明專利]一種(Alx

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810199731.1
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108385062B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 矯淑杰;聶伊尹;盧洪亮
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/35;C23C14/58
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

本發(fā)明公開了一種(Al_xGa_1?x)₂O₃合金薄膜的制備方法，屬于半導(dǎo)體材料制造領(lǐng)域。本發(fā)明要解決現(xiàn)有磁控濺射方法制備(Al_xGa_1?x)₂O₃合金薄膜存在成本高、不易操作等技術(shù)問題。本發(fā)明的制備方法是采用磁控濺射法，步驟如下：一、將氧化鎵靶材放到設(shè)置在真空室底部的靶臺上，氧化鋁靶材置于氧化鎵靶材上；二、然后將襯底設(shè)置在氧化鎵靶材的正上方，所述襯底與所述氧化鋁靶材之間留有間距；三、然后采用真空磁控濺射進行沉積，再高溫退火，降溫至室溫；即得到(Al_xGa_1?x)₂O₃合金薄膜。本發(fā)明方法簡單，易操作，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種基于氧化鎵材料的三元合金(Al_xGa_1-x)₂O₃薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

(Al_xGa_1-x)₂O₃(0＜x＜1)是Ga₂O₃(氧化鎵)與Al₂O₃(氧化鋁)組成的固溶體材料，帶隙可以從氧化鎵的帶隙4.9eV調(diào)節(jié)至氧化鋁的帶隙6.2eV，通過調(diào)節(jié)即可使波段范圍處于日盲紫外波段，也可與金剛石材料的波段接近，因此在光電探測、深紫外發(fā)光、功率器件等眾多應(yīng)用領(lǐng)域具有應(yīng)用價值。

現(xiàn)有制備(Al_xGa_1-x)₂O₃合金薄膜的方法主要包括分子束外延方法、霧化輔助的化學(xué)氣相沉積和脈沖激光沉積等技術(shù)。分子束外延方法采用單獨的金屬鎵源、金屬鋁源和氧氣等離子體源制備(Al_xGa_1-x)₂O₃合金薄膜，薄膜的鋁和鎵的組分可通過金屬源的溫度控制(Journal of Vacuum ScienceTechnology A:Vacuum,Surfaces,and Films 33,041508(2015))。霧化輔助化學(xué)氣相沉積采用有機金屬源乙酰丙酮化鎵和乙酰丙酮化鋁霧化后進行生長，薄膜中鎵和鋁的組分可通過有機物的濃度調(diào)節(jié)(Japanese Journal ofAppliedPhysics 51(2012)100207)。脈沖激光沉積技術(shù)利用(Al_0.05Ga_0.95)₂O₃陶瓷靶材制備材料，所得薄膜的組分由靶材的組分決定，很難隨意改變。

目前，還未見有利用磁控濺射技術(shù)制備(Al_xGa_1-x)₂O₃合金薄膜的報道，磁控濺射方法與脈沖激光沉積方法類似，都需通過陶瓷靶材作為原材料進行沉積。通用的磁控濺射技術(shù)制備三元化合物需定制特定組分的陶瓷靶材進行濺射，或者采用2個金屬靶材進行同時濺射，另外還可以采用2個陶瓷靶材進行濺射。然而，采用制備三元化合物需定制特定組分的陶瓷靶材進行濺射，陶瓷靶材只能固定含量，如需制備不同含量合金薄膜需定制不同的陶瓷靶，成本高。采用2個金屬靶材同時進行濺射的方式，對于(Al_xGa_1-x)₂O₃合金薄膜，金屬鋁靶材易“中毒”即易于氧化；因金屬鎵熔點較低而不能制成金屬靶材，鎵鋁都不能制成單獨的金屬靶，雙金屬靶共濺射或者1個陶瓷靶1個金屬靶的共濺射均不適用于 (Al_xGa_1-x)₂O₃合金薄膜的制備。采用氧化鋁，氧化鎵雙陶瓷靶濺射過程中，需具備雙射頻濺射功能，對設(shè)備要求較高，且操作復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容