[发明专利]ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法

权利要求书

1.ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将自支撑金刚石膜基片依次用丙酮、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，加热基片至400~600℃，向反应室内通入氢气携带的三甲基镓、氮气；控制气体总压强，电子回旋共振反应得到在自支撑金刚石膜基片的GaN缓冲层薄膜；

3）继续采用ECR-PEMOCVD系统，将反应室抽真空，将基片加热至200℃～400℃，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（2～4）：（100～200），控制气体总压强为0.8～2.0Pa，电子回旋共振反应30min～3h沉积制备得InN薄膜，得到在GaN缓冲层薄膜/自支撑金刚石膜结构上的InN光电薄膜。

2.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述自支撑金刚石膜基片是在热丝CVD系统中甲烷和氢气的反应源条件下制备的，为自由站立基片，自由站立金刚石厚度为1mm。

3.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述三甲基镓、三甲基铟的纯度和氮气的纯度均为99.99%。

4.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述步骤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，由质量流量计控制三甲基镓与氮气流量分别为0.8sccm和100sccm；控制气体总压强为1.2Pa；电子回旋共振功率为650W，反应30min。

5.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述步骤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，电子回旋共振功率为650W。

6.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述步骤2）将基片加热至400℃；

步骤3）将基片加热至200℃，三甲基铟与氮气流量分别为2sccm与100sccm，控制气体总压强为0.8Pa，电子回旋共振反应180min。

7.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述步骤2）将基片加热至500℃；

步骤3）将基片加热至300℃，三甲基铟与氮气流量分别为4sccm与200sccm，控制气体总压强为1.0Pa，电子回旋共振反应120min。

8.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述步骤2）将基片加热至600℃；

步骤3）将基片加热至400℃，三甲基铟与氮气流量分别为2sccm与200sccm，控制气体总压强为1.2Pa，电子回旋共振反应60min。

9.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述步骤2）将基片加热至485℃；

步骤3）将基片加热至360℃，三甲基铟与氮气流量分别为2sccm与150sccm，控制气体总压强为1.5Pa，电子回旋共振反应90min。

10.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD系统对InN/GaN/自支撑金刚石膜结构的制备方法，其特征在于所述步骤2）将基片加热至500℃；

步骤3）将基片加热至400℃，三甲基铟与氮气流量分别为1sccm与150sccm，控制气体总压强为1.8Pa，电子回旋共振反应50min。