[发明专利]一种Zn原位掺杂的P型六方氮化硼薄膜及其制备方法有效
| 申请号： | 201810112003.2 | 申请日： | 2018-02-05 |
| 公开（公告）号： | CN108330458B | 公开（公告）日： | 2019-10-11 |
| 发明（设计）人： | 陈占国;王鑫;侯丽新;刘秀环;全海燕;王帅;高延军;贾刚 | 申请（专利权）人： | 吉林大学 |
| 主分类号： | C23C14/35 | 分类号： | C23C14/35;C23C14/06 |
| 代理公司： | 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 | 代理人： | 刘世纯;王恩远 |
| 地址： | 130012 吉*** | 国省代码： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 薄膜 原位掺杂 制备 六方氮化硼薄膜 衬底 高纯 半导体材料 薄膜生长过程 半导体掺杂 双靶共溅射 磁控溅射 溅射功率 射频磁控 无毒无害 原位退火 杂质激活 电阻率 气保护 生长 靶距 掺入 点位 放入 冷却 清洗 掺杂 室内 占据 | ||
1.一种Zn原位掺杂的P型六方氮化硼hBN薄膜的制备方法，其步骤如下：
(1)将高纯的hBN靶、高纯Zn靶和清洗后的衬底依次放入磁控溅射生长室内，hBN靶材与衬底之间距离为4～6cm，Zn靶与衬底之间的距离为4～6cm；
(2)生长室真空度抽至1×10-4～5×10-4Pa，衬底加热升温至400～500℃；通入高纯Ar气和N2气，N2和Ar气的流量比为1：1，总流量为80～120sccm，控制生长室内压强为0.8～1Pa，用挡板遮挡在衬底与靶材之间；
(3)hBN靶和Zn靶分别与射频电源连接，首先开启连接hBN靶材的射频电源，调节电压和耦合旋钮使得N2和Ar气电离产生辉光；然后打开连接Zn靶的射频电源，调节电压和耦合旋钮使得Zn靶表面出现辉光；预溅射20～30min后，打开遮挡衬底的挡板，开始在衬底上沉积Zn掺杂的hBN薄膜，沉积时间为30～180min，在衬底上得到的薄膜厚度为100～300nm；hBN靶材溅射功率为300～400W，Zn靶材溅射功率为100～200W；
(4)生长完成后，依次关闭Zn靶和hBN靶材的射频电源，再关闭Ar气和分子泵，然后将衬底升温至700～800℃，在50～100Pa的N2气保护下原位退火20～30min；最后在N2气保护下冷却至室温，从而在衬底上得到Zn原位掺杂的P型hBN薄膜。
2.如权利要求1所述的一种Zn原位掺杂的P型六方氮化硼hBN薄膜的制备方法，其特征在于：衬底是硅、石英或蓝宝石。
3.如权利要求1所述的一种Zn原位掺杂的P型六方氮化硼hBN薄膜的制备方法，其特征在于：高纯hBN靶材的纯度为99.9％以上。
4.如权利要求1所述的一种Zn原位掺杂的P型六方氮化硼hBN薄膜的制备方法，其特征在于：高纯Zn靶材的纯度为99.999％以上。
5.如权利要求1所述的一种Zn原位掺杂的P型六方氮化硼hBN薄膜的制备方法，其特征在于：高纯Ar气和N2的纯度均为99.999％以上。
6.一种Zn原位掺杂的P型六方氮化硼hBN薄膜，其特征在于：是由权利要求1～5任何一项所述的方法制备得到。
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