[發明專利]一種基于MgO襯底的摻雜氧化鎵薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201811008321.0
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109378275A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 沈榮存
• 申請（專利權）人: 南京同溧晶體材料研究院有限公司
• 主分類號: H01L21/365
• 分類號: H01L21/365
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

1.一種基于MgO襯底的摻雜氧化鎵薄膜，包括MgO襯底材料和生長在襯底上的摻雜氧化鎵外延層，所述薄膜使用鋅摻雜劑和鍺摻雜劑。

2.如權利要求1所述的摻雜氧化鎵薄膜，其特征在于：所述的鋅摻雜劑為氧化鋅。

3.如權利要求1所述的摻雜氧化鎵薄膜，其特征在于：所述的鍺摻雜劑為氧化鍺。

4.如權利要求1所述的摻雜氧化鎵薄膜，其特征在于：所述氧化鎵原料、鋅摻雜劑和鍺摻雜劑的重量比為94：(3～4)：(1～2)。

5.如權利要求1所述的摻雜氧化鎵薄膜，其特征在于：所述氧化鎵原料、鋅摻雜劑和鍺摻雜劑的重量比為94：5：1。

6.權利要求1-5任一項所述的摻雜氧化鎵薄膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：清洗MgO襯底，并使用氮氣吹干；

步驟2：按配比將純度大于99.99％的氧化鎵粉末、氧化鋅粉末和氧化鍺粉末混合均勻，成型，燒結，制備摻雜多晶料；

步驟3：將裝有MgO襯底的石英舟置于化學氣相沉積設備反應室內合適的位置，將步驟2所得摻雜多晶料置于石英舟與反應室進氣口之間，并距離石英舟8-12cm處，關閉反應室門；

步驟4：打開氣路，使氧氣和惰性氣體的混合氣體持續通入反應室，設定化學氣相沉積設備反應室內加熱溫度和加熱時長，得到摻雜氧化鎵薄膜。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟1中所述清洗MgO襯底，包括將所述MgO襯底置于丙酮溶液中，超聲波清洗5分鐘，再置于無水乙醇溶液中，超聲波清洗5分鐘，再置于160℃的硫酸和磷酸的混合液中浸泡15min，硫酸和磷酸的比例為3:1，最后用去離子水漂洗浸泡后的MgO襯底，并用干燥的氮氣吹干。

8.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟1中摻雜多晶料的制備方法為將混合均勻的氧化鎵粉末、氧化鋅粉末和氧化鍺粉末在60～70MPa的壓強下壓制50～60分鐘，空氣中1300～1400℃下燒結700～900分鐘得到。

9.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟4中所述惰性氣體和氧氣的純度高于99％。

10.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟4中所述惰性氣體選自氮氣、氦氣或氬氣。