[发明专利]一种改善碳化硅衬底上生长的氧化镓薄膜的方法

权利要求书

1.一种改善碳化硅衬底上生长的氧化镓薄膜的方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1)，对六方碳化硅衬底进行清洗、预处理；

步骤2），在1×10^-3Pa 以下的真空度下，对所述六方碳化硅衬底进行热处理；

步骤3），在衬底上生长氧化镓薄膜，所述生长的方法为金属有机化学气相沉积法、激光分子束外延法、磁控溅射法中的一种；

步骤1）中，所述预处理的方法包括微波等离子清洗；所述预处理的设备为微波等离子去胶机，所述微波等离子去胶机的反应室本底真空为 0.1~3Pa，通入氩气后气压为1-15Pa，微波等离子清洗的频率为2.45GHz。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，所述热处理的条件为：温度500~1000℃，时间1~30min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述金属有机化学气相沉积法生长氧化镓薄膜；步骤2）中，所述真空度为5×10^-4Pa以下；将所述六方碳化硅衬底放入已抽好真空的反应室，进行所述热处理，所述热处理温度为500~1000℃，所述热处理时间为10~30min；步骤3）中，采用三甲基镓或三乙基镓作为镓源，氧气或臭氧作为氧源，载气采用氩气和氢气的混合气体；控制衬底温度为500~1000℃，衬底自转速度为20~1200转/分，反应室压强5Pa~10⁵Pa，镓源温度为-10~30℃，镓源流量1~100sccm，氧源流量10~10⁴sccm，进行生长。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，生长过程中，采用氩气和氢气的混合气体作为载气，氩气和氢气的气体流量比例为（95~99）：（5~1）；载气总流量10~10⁴sccm，生长10~180min；生长结束后，原位退火10~60min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述激光分子束外延法生长氧化镓薄膜；步骤2）中，所述真空度为1×10^-5Pa以下，将氧化镓陶瓷靶材及所述六方碳化硅衬底放入沉积室，对所述氧化镓陶瓷靶材进行预溅射50~5000下，同时对所述六方碳化硅衬底进行所述热处理，所述热处理温度为550~750℃，所述热处理时间为10~30min；步骤3）中，控制衬底温度为550~750℃，沉积室压强10^-5~10^-1Pa，靶材与衬底之间的距离为40~60mm，进行沉积。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，薄膜沉积过程中，控制激光能量为300~600mJ，激光脉冲频率为1~5Hz，激光溅射次数为10000~30000下。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，薄膜沉积结束后，保持沉积室条件不变，进行原位退火10~60 min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用磁控溅射法生长氧化镓薄膜；步骤2）中，将氧化镓陶瓷靶材及所述六方碳化硅衬底放入溅射室，对所述氧化镓陶瓷靶材进行预溅射，预溅射时间为1~10min，同时对衬底进行所述热处理，所述热处理温度为500~800℃，所述热处理时间为1~10min；步骤3）中，在热处理后的碳化硅上，以衬底温度为500~800℃，氩气流量20~25sccm，溅射室气压为0.3~0.4Pa，进行溅射生长。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，溅射生长过程中，控制溅射功率85~125W，溅射生长时间30~240min。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，薄膜溅射结束后，进行原位退火10~60min。

11.权利要求1~10任一项所述的方法制备得到的氧化镓薄膜。