[發明專利]一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202210366065.2
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114990505B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 韋素芬;劉毅;李明逵;柴智;陳杰;黃保勛;許嘉巡;連水養
• 申請（專利權）人: 集美大學;廈門芯矽望集成電路技術有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58;H01L33/44;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，通過磁控濺射方法在襯底上制備氧化鎵過程薄膜，磁控濺射過程中濺射溫度為200～400℃；濺射過程中使用氬氣和氧氣的混合氣體作為工作氣氛；磁控濺射工作壓力為0.8Pa，濺射時長為20min；磁控濺射的功率為200W；

步驟2，將制備出的氧化鎵過程薄膜進行退火處理，退火溫度為100～200℃，退火時間為2s～30s，退火氣氛為氮氣和一氧化二氮混合氣，退火后制得氧化鎵薄膜；所述氧化鎵薄膜由二維排列的納米柱組成。

2.根據權利要求1所述的一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1中，磁控濺射前對襯底依次通過水、丙酮、水、無水乙醇和水進行超聲波清洗；所述襯底位為雙拋(0001)面藍寶石襯底。

3.根據權利要求1所述的一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1中，磁控濺射溫度為350℃。

4.根據權利要求1所述的一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1中，濺射的工作氣氛中，氧氣含量的體積占比為2.5％，其余為氬氣。

5.根據權利要求1所述的一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜的制備方法，其特征在于，所述退火溫度為140℃，退火時間為3～5s。

6.根據權利要求1所述的一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜的制備方法，其特征在于，步驟2中，退火氣氛中氮氣體積占比為95％，一氧化二氮體積占比為5％。

7.一種通過權利要求1-6任意一項制備方法制得的基于光波導效應的氧化鎵薄膜，其特征在于，所述氧化鎵薄膜由二維排列的納米柱組成，所述納米柱的長度方向垂直于二維排列平面。

8.根據權利要求7所述的一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜，其特征在于，所述氧化鎵薄膜的厚度為237～257nm。

9.根據權利要求7所述的一種基于光波導效應的氧化鎵薄膜，其特征在于，所述氧化鎵薄膜在400nm～500nm藍光波段范圍內的平均光透射率＞97％。