[发明专利]InN/AlN/玻璃结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型光电材料沉积制备技术领域，尤其涉及一种InN/AlN/玻璃结构的制备方法。

背景技术

氮化铟（InN）是Ⅲ族氮化物中的重要成员，与GaN和AlN相比，InN的迁移率和尖峰速率等都是最高的，在高速高频晶体管等电子器件的应用上有独特优势；其室温带隙位于近红外区，也适于制备高效率太阳能电池、半导体发光二极管及光通信器件等光电器件。但由于InN分解温度低，要求低的生长温度，而作为N源的NH₃分解温度高，所以一般InN薄膜都生长在蓝宝石等一些基片上。众所周知，蓝宝石基片的价格较高，用它作为InN材料的衬底，使InN材料基的器件的成本很难降下来，严重阻碍了InN材料器件的发展。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种可制备电学性能良好的InN光电薄膜的InN/AlN/玻璃结构的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤。

1）将玻璃基片依次用丙酮、乙醇、去离子水依次超声波清洗后，用氮气吹干送入反应室。

2）采用ECR-PEMOCVD（电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积）系统，将反应室抽真空，加热玻璃基片，向反应室内通入氢气携带的三甲基铝、氮气，控制气体总压强，电子回旋共振反应得到在玻璃基片的AlN缓冲层薄膜，AlN缓冲层薄厚度为30～200nm。

3）继续采用ECR-PEMOCVD系统，将反应室抽真空，将玻璃基片加热至200℃～500℃，向反应室内通入氢气携带的三甲基铟、氮气，三甲基铟与氮气流量比为（2～5）：（80～150），控制气体总压强，电子回旋共振反应沉积制备的InN薄膜，InN薄膜的厚度为200nm～800nm，得到在AlN缓冲层薄膜/玻璃结构上的InN光电薄膜。

作为一种优选方案，本发明所述所述玻璃基片为康宁玻璃基片，厚度为0.2mm～0.8mm。

作为另一种优选方案，本发明所述三甲基铝、三甲基铟的纯度和氮气的纯度均为99.99%。

作为另一种优选方案，本发明所述步骤1）超声波清洗时间为5分钟。

步骤2）反应室抽真空至9.0×10^-4 Pa，基片加热至600℃，由质量流量计控制三甲基铝与氮气流量分别为1.5sccm（毫升每分）与120sccm，控制气体总压强为1.2Pa，电子回旋共振功率为650W。

作为另一种优选方案，本发明所述步骤3）反应室抽真空至8.0×10^-4 Pa，由质量流量计控制三甲基铟与氮气的流量，控制气体总压强为1.2Pa，电子回旋共振功率为650W。

作为另一种优选方案，本发明所述步骤2）AlN缓冲层薄膜厚度为200nm。

步骤3）将基片加热至500℃，三甲基铟与氮气流量分别为2sccm与150sccm，InN薄膜的厚度为800nm。

作为另一种优选方案，本发明所述步骤2）AlN缓冲层薄膜厚度为30nm。

步骤3）将基片加热至200℃，三甲基铟与氮气流量分别为2sccm与80sccm，InN薄膜的厚度为200nm。

作为另一种优选方案，本发明所述步骤2）AlN缓冲层薄膜厚度为80nm。

步骤3）将基片加热至300℃，三甲基铟与氮气流量分别为3sccm与120sccm，InN薄膜的厚度为500nm。

其次，本发明所述步骤2）AlN缓冲层薄膜厚度为60nm。

步骤3）将基片加热至400℃，三甲基铟与氮气流量分别为4sccm与150sccm，InN薄膜的厚度为700nm。

另外，本发明所述步骤2）AlN缓冲层薄膜厚度为50nm。

步骤3）将基片加热至500℃，三甲基铟与氮气流量分别为4sccm与200sccm，InN薄膜的厚度为600nm。

本发明有益效果。