[发明专利]GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料的制备方法及其应用有效
| 申请号： | 200810124346.7 | 申请日： | 2008-06-27 |
| 公开（公告）号： | CN101330005A | 公开（公告）日： | 2008-12-24 |
| 发明（设计）人： | 谢自力;张荣;崔旭高;陶志阔;修向前;韩平;陈鹏;赵红;刘斌;李弋;宋黎红;崔颖超;施毅;郑有炓 | 申请（专利权）人： | 南京大学 |
| 主分类号： | H01L21/205 | 分类号： | H01L21/205;H01F41/22 |
| 代理公司： | 南京天翼专利代理有限责任公司 | 代理人： | 黄明哲 |
| 地址： | 210093*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | gamnn 稀释 磁性 半导体 薄膜 材料 制备 方法 及其 应用 | ||
1、GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料的制备方法，其特征是采用金属有机物化学气相沉积MOCVD生长方法，(1)在蓝宝石衬底上高温氮化处理衬底材料，在MOCVD生长系统中通入H2、N2或H2和N2混合气体，在1000-1100℃温度情况下对蓝宝石衬底进行衬底表面处理，时间为5-60分钟；(2)生长低温GaN缓冲层，在保持H2和N2气体载气不变的情况下，再在400-600℃温度下通入流量分别控制在的0.1-5slm和1-10sccm的氨气和有机镓源，生长低温GaN缓冲层；(3)生长高温GaN缓冲层，在900-1150℃温度下通入与生长低温GaN缓冲层同样流量范围的氨气和有机镓源，生长厚度在0.5μm-2μm的高温GaN缓冲层；低温和高温GaN缓冲层的厚度均为0.5μm-2μm；(4)在高温GaN缓冲层上通过Mn掺杂控制合成生长GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料，在800-1100℃温度下通入流量范围分别为0.1-5slm、1-50sccm和10-5000sccm的氨气、有机镓源和Mn摻杂剂，根据所需材料厚度控制时间生长GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料；生长过程中控制反应源冷井温度分别为三甲基镓TMGa 0±3℃；二茂锰Cp2Mn 40±5℃；生长腔压力保持5-500Torr。
2、根据权利要求1所述的GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料的制备方法，其特征是步骤(4)中，有机镓源为三甲基镓，流量为1-50sccm；NH3气流量为0.1-5slm；掺杂剂为二茂锰CP2Mn，流量为10-5000sccm；生长时间大于10分钟。
3、根据权利要求1或2所述的GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料的制备方法，其特征是另还掺入二茂锰Cp2Mn，流量为10-5000sccm，二茂锰反应源冷井温度40℃。
4、权利要求1或2所述的GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料应用于自旋电子学器件，依据不同的器件应用生长不同的外延结构，制备自旋场效应管，自旋发光二极管，量子器件。
5、权利要求3所述的GaMnN稀释磁性半导体薄膜材料应用于自旋电子学器件，依据不同的器件应用生长不同的外延结构，制备自旋场效应管，自旋发光二极管，量子器件。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
