[发明专利]空穴导电特性氧化镓膜的制备方法及空穴导电特性氧化镓膜有效

申请号：	201310414275.5	申请日：	2013-09-12
公开（公告）号：	CN103469173A	公开（公告）日：	2013-12-25
发明（设计）人：	梁红伟;夏晓川;柳阳;申人升;杜国同;胡礼中	申请（专利权）人：	大连理工大学
主分类号：	C23C16/40	分类号：	C23C16/40
代理公司：	大连星海专利事务所 21208	代理人：	裴毓英
地址：	116024 辽***	国省代码：	辽宁;21
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摘要：
搜索关键词：	空穴导电特性氧化制备方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及半导体材料技术，尤其涉及一种空穴导电特性氧化镓膜的制备方法及空穴导电特性氧化镓膜。

背景技术

氧化镓材料具有直接带隙结构，禁带宽度为4.9eV，属于单斜晶系，具有优良的化学和热稳定性，其在半导体光电器件、辐射探测和冶炼铸造中氧气监测等方面具有重要应用，是目前宽带隙半导体材料领域的研究热点。然而非掺杂的氧化镓材料往往表现出高阻特性，这就极大地限制了其在各种电子器件制备领域里的应用范围。虽然目前可以采用掺入锡或者硅原子的方法制备具有电子导电类型的氧化镓膜，但是对具有空穴导电特性的氧化镓膜的研究却不足，目前基本没有关于制得良好空穴导电特性氧化镓膜的报道。这主要是由于一方面在理论上氧化镓材料禁带宽度较大，且受主能级的位置相对于价带顶较远，不利于受主电离向价带释放自由空穴；另一方面在实践过程中人们尝试的掺杂类型不够，并没有找到合适的掺杂剂和掺杂方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述无法制备性能优良的空穴导电特性氧化镓膜的问题，提出一种空穴导电特性氧化镓膜的制备方法，提供了一种有效的受主掺杂途径，能制备具有不同空穴浓度的氧化镓膜。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空穴导电特性氧化镓膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：选取衬底，并清洗后待用；

步骤2：将衬底置于密封反应室内的生长托盘上，对反应室抽真空；

步骤3：当反应室真空度至5×10^-3Pa以下，加热放置衬底片的托盘；托盘升温到高于氧化镓膜预期生长温度10-200℃后，将衬底进行热处理5-60分钟；

步骤4：将托盘温度降到氧化镓膜生长温度300-1200℃中预设温度点后，使托盘旋转；

步骤5：向反应室内通入镓源、氧源和掺杂源，实现氧化镓膜的外延生长；

步骤6：控制氧化镓膜的生长速度为0.03-3μm/h；

步骤7：当氧化镓膜生长过程结束后进行原位热处理或直接将氧化镓膜降温到100℃以下后直接取样或取样后在反应室外再进行热处理，得到空穴导电特性氧化镓膜。

进一步地，所述步骤4中托盘的转速为50-1200转/分。

进一步地，步骤5所述镓源为三甲基镓或三乙基镓，源温范围为-50-50℃，源瓶压力范围为1-10³torr，载气流量范围为1-10³sccm。