[發明專利]一種制備高透光率氧化鎵薄膜的方法

在審

• 申請號: 201811228392.1
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109136859A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 李炳生;宋東雨;李麗;李林;余立冬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C23C14/28
• 分類號: C23C14/28;C23C14/02;C23C14/54;C23C14/08
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本發明公開了一種制備高透光率氧化鎵薄膜的方法，涉及一種優化工藝制備高透光率氧化鎵薄膜的方法。本發明通過優化制備工藝，明顯提高了氧化鎵薄膜的光學性質，克服了透光率低的技術問題。本發明通過引入低溫緩沖層的方法得到了高透光率的氧化鎵薄膜，透光率高達90％以上。

技術領域

本發明屬于半導體光電技術領域，具體涉及一種制備高透光率氧化鎵薄膜的方法。

背景技術

氧化鎵薄膜材料以單斜晶型β相最為穩定，因其為單斜晶型β相氧化鎵薄膜材料具有直接帶隙結構，禁帶寬度為4.9eV，故在深紫外發光、透明導電電極、日盲探測和高頻電子器件等方面具有重要應用，并已成為寬帶隙半導體材料領域的研究熱點。但是現有方法制備的氧化鎵薄膜還難以達到較高的透光率，使其在發光、探測和透明光電子器件等領域的應用受到了極大的限制。

氧化鎵薄膜透光率的提高，將改善和提高氧化鎵薄膜基透明光電子器件的性能。目前，針對提高氧化鎵薄膜透光率的研究非常少，尤其缺少適用于脈沖激光沉積系統的有效方法。迄今為止，氧化鎵薄膜材料的質量問題仍是限制氧化鎵薄膜材料應用的主要因素。我們通過引入低溫緩沖層的兩步制備氧化鎵薄膜的方法，可以明顯提高氧化鎵薄膜的結晶質量，最終得到高透光率的氧化鎵薄膜。

本發明是為了解決現有氧化鎵薄膜透光率低的技術問題。本發明通過增加緩沖層的方法得到了高透光率的氧化鎵薄膜，并且透光率高達90％以上。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有氧化鎵薄膜透光率低的技術問題，提供一種增加氧化鎵薄膜緩沖層得到高透光率氧化鎵薄膜的方法，并且透光率高達90％以上。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

步驟一、清洗襯底：所述的襯底為石英襯底；

步驟二、脈沖激光沉積制備氧化鎵緩沖層薄膜：

(1)、把氧化鎵靶材安裝在脈沖激光沉積靶上，然后把步驟一清洗好的襯底放到真空室的控制臺上，開始抽真空，加熱襯底，通入濺射氣體O₂，使得真空室的壓力保持在1Pa；

(2)、用擋板遮住襯底，在脈沖激光下進行沉積10min，打開襯底擋板，脈沖激光條件下進行薄膜沉積，得到厚度為1～5nm的氧化鎵薄膜緩沖層；

一、制備氧化鎵薄膜的方法包括：磁控濺射沉積、脈沖激光沉積、分子束外延、等離子體增強的化學氣相沉積、光輔助或等離子體輔助的有機金屬化學氣相沉積等方法來實現。其中脈沖激光沉積氧化鎵薄膜的具體步驟如下：

(1)、用擋板遮住襯底，將步驟二得到的氧化鎵薄膜緩沖層加熱，加熱過程中，一直保持濺射氣體的通入，使得真空室的壓力保持不變。

(2)、打開襯底擋板，在脈沖激光下進行沉積60min，得到高透光率的氧化鎵薄膜；

本發明具有如下優點：

1、濺射出的靶材粒子有較高的能量，與襯底的附著性較好，可在較低溫度甚至室溫下形成結晶薄膜，可在一些特殊襯底材料上實現低溫下薄膜的沉積。

2、通過調節沉積參數，可以改變薄膜的各方面性質。

附圖說明

圖1為增加氧化鎵薄膜緩沖層制備氧化鎵薄膜樣品的光學帶寬曲線圖；

圖2為增加氧化鎵薄膜緩沖層制備氧化鎵薄膜樣品與無氧化鎵薄膜緩沖層制備氧化鎵薄膜樣品的XRD圖。

具體實施方式

以下實施例為本發明的一些舉例，不應被看作是對本發明的限定，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。