[发明专利]一种制备高透光率氧化镓薄膜的方法

说明书

本发明公开了一种制备高透光率氧化镓薄膜的方法，涉及一种优化工艺制备高透光率氧化镓薄膜的方法。本发明通过优化制备工艺，明显提高了氧化镓薄膜的光学性质，克服了透光率低的技术问题。本发明通过引入低温缓冲层的方法得到了高透光率的氧化镓薄膜，透光率高达90％以上。

技术领域

本发明属于半导体光电技术领域，具体涉及一种制备高透光率氧化镓薄膜的方法。

背景技术

氧化镓薄膜材料以单斜晶型β相最为稳定，因其为单斜晶型β相氧化镓薄膜材料具有直接带隙结构，禁带宽度为4.9eV，故在深紫外发光、透明导电电极、日盲探测和高频电子器件等方面具有重要应用，并已成为宽带隙半导体材料领域的研究热点。但是现有方法制备的氧化镓薄膜还难以达到较高的透光率，使其在发光、探测和透明光电子器件等领域的应用受到了极大的限制。

氧化镓薄膜透光率的提高，将改善和提高氧化镓薄膜基透明光电子器件的性能。目前，针对提高氧化镓薄膜透光率的研究非常少，尤其缺少适用于脉冲激光沉积系统的有效方法。迄今为止，氧化镓薄膜材料的质量问题仍是限制氧化镓薄膜材料应用的主要因素。我们通过引入低温缓冲层的两步制备氧化镓薄膜的方法，可以明显提高氧化镓薄膜的结晶质量，最终得到高透光率的氧化镓薄膜。

本发明是为了解决现有氧化镓薄膜透光率低的技术问题。本发明通过增加缓冲层的方法得到了高透光率的氧化镓薄膜，并且透光率高达90％以上。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有氧化镓薄膜透光率低的技术问题，提供一种增加氧化镓薄膜缓冲层得到高透光率氧化镓薄膜的方法，并且透光率高达90％以上。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

步骤一、清洗衬底：所述的衬底为石英衬底；

步骤二、脉冲激光沉积制备氧化镓缓冲层薄膜：

(1)、把氧化镓靶材安装在脉冲激光沉积靶上，然后把步骤一清洗好的衬底放到真空室的控制台上，开始抽真空，加热衬底，通入溅射气体O₂，使得真空室的压力保持在1Pa；

(2)、用挡板遮住衬底，在脉冲激光下进行沉积10min，打开衬底挡板，脉冲激光条件下进行薄膜沉积，得到厚度为1～5nm的氧化镓薄膜缓冲层；

一、制备氧化镓薄膜的方法包括：磁控溅射沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、等离子体增强的化学气相沉积、光辅助或等离子体辅助的有机金属化学气相沉积等方法来实现。其中脉冲激光沉积氧化镓薄膜的具体步骤如下：

(1)、用挡板遮住衬底，将步骤二得到的氧化镓薄膜缓冲层加热，加热过程中，一直保持溅射气体的通入，使得真空室的压力保持不变。

(2)、打开衬底挡板，在脉冲激光下进行沉积60min，得到高透光率的氧化镓薄膜；

本发明具有如下优点：

1、溅射出的靶材粒子有较高的能量，与衬底的附着性较好，可在较低温度甚至室温下形成结晶薄膜，可在一些特殊衬底材料上实现低温下薄膜的沉积。

2、通过调节沉积参数，可以改变薄膜的各方面性质。

附图说明

图1为增加氧化镓薄膜缓冲层制备氧化镓薄膜样品的光学带宽曲线图；

图2为增加氧化镓薄膜缓冲层制备氧化镓薄膜样品与无氧化镓薄膜缓冲层制备氧化镓薄膜样品的XRD图。

具体实施方式

以下实施例为本发明的一些举例，不应被看作是对本发明的限定，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。