[发明专利]一种高迁移率铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，采用有机金属化学气相淀积法，以四乙基锡为有机金属Sn源，乙醇铌为有机金属Nb源，用氧气作为氧化气体，用氮气作为载气，在氟化镁衬底上外延生长铌掺杂氧化锡单晶薄膜，其中，Nb掺杂比为1.6～9%atm；所述氟化镁衬底的生长面是（110）晶面；

工艺条件如下：

反应室压强 10~100 Torr，

生长温度 580~700℃，

背景N₂流量 200~800 sccm，

氧气流量 30~100 sccm，

有机金属Sn源冷阱温度 10~25℃，

有机金属Sn源载气（N₂）流量10~40 sccm，

有机金属Nb源冷阱温度 60~90℃，

有机金属Nb源载气（N₂）流量2~10 sccm；

氧化锡薄膜的外延生长速率为 3.5~ 5 nm/min。

2.如权利要求1所述的铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述Nb掺杂比为2~8.5% atm。

3.如权利要求1所述的铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述Nb掺杂比为2.5~7.5% atm。

4.如权利要求1所述的铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化锡薄膜的外延生长速率为4~5 nm/min。

5.如权利要求1所述的铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化锡薄膜的外延生长速率为4.5~4.8 nm/min。

6.如权利要求1所述的铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将MOCVD反应室抽成高真空状态，真空度 4´10^-5Pa~ 6´10^-4Pa，将氟化镁衬底置于反应室中并加热到生长温度500~800℃；

（2）打开氮气瓶阀门，向反应室通入背景N₂，背景N₂流量为200~800 sccm ，反应室压强10~100 Torr，保持30~35分钟；

（3）打开氧气瓶阀门，氧气流量为10~100 sccm，保持8~12分钟；

（4）打开有机金属Sn源瓶阀门，调节载气N₂流量10~40 sccm，保持8~12分钟；冷阱温度10~25℃；

（5）打开有机金属Nb源瓶阀门，调节载气N₂流量2~10 sccm，保持8~12分钟；有机金属Nb源冷阱温度 60~90℃；

（6）将步骤（3）的氧气、步骤（4）的携带有机金属Sn源载气N₂和步骤（4）携带有Nb源的载气N₂同时通入反应室，保持时间为180~300分钟；在氟化镁衬底上外延生长铌掺杂氧化锡单晶薄膜，外延生长速率为3.5~ 5 nm/min；

（7）反应结束，关闭有机金属Sn源瓶，Nb源瓶和氧气瓶阀门，用氮气冲洗管道20-30分钟。

7.如权利要求1或6所述的铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述Nb掺杂比为5.5%。

8.如权利要求1或6所述的铌掺杂氧化锡单晶薄膜的制备方法，其特征在于，工艺条件如下：

反应室压强 30 Torr，

生长温度 660℃，

背景N₂流量 500 sccm，

有机金属Sn源冷阱温度 15 ℃，载气N₂流量20 sccm，

有机金属Nb源冷阱温度 80 ℃，载气N₂流量2 sccm，

氧气流量 50 sccm，

氧化锡薄膜的外延生长速率为4~5 nm/min。