[发明专利]一种Si掺杂Inx

说明书

本发明实施方式公开了一种Si掺杂In_xAl_1‑xN薄膜的制备方法，本方法采用磁控溅射，采用Si(100)作为基片，金属In靶、金属Al靶、陶瓷Si₃N₄靶安装于真空室内，并对真空室抽真空使得真空室内真空度降低到10^‑4Pa以下，设置In_xAl_1‑xN薄膜制备工艺参数，其中靶材与基片的距离为50mm，真空压强为0.6pa，衬底温度600℃，Ar∶N₂的流量比为20∶10，Si3N4靶材功率设为20‑40W，In靶材功率为70‑110W，Al靶材功率为200‑300W，溅射时间为30min后即可得到掺杂Si的InxAl1‑xN薄膜。本方法制备操作简单，而且能够高效快速大面积成膜，且通过在InxAl1‑xN薄膜中掺杂Si，使其载流子浓度提升从而改善其性能，且通过设置各靶材的功率可以提高薄膜结晶性。

技术领域

本发明涉及半导体电子器件材料制备领域，尤其涉及一种Si掺杂In_xAl_1-xN薄膜的制备方法。

背景技术

In_xAl_1-xN是三元合金的III-N族材料，由于其具有禁带宽度在0.7～6.2eV的范围内连续可调，光谱覆盖了从红外到紫外波段，几乎包含整个太阳光谱，临界击穿电压高、抗辐射能力以及化学稳定性好，热导率高等优点，使它能用于恶劣条件下的电子设备，在新一代微电子和光电子器件应用上具有非常好的前景。

传统的In_xAl_1-xN薄膜制备方法有：采用MOCVD方法以氨气为氮源在蓝宝石衬底上制备In_xAl_1-xN薄膜，但是程序操作比较复杂而且在实验过程中有未反应完全的氨气流出，会造成环境污染而且有安全隐患；有采用MBE方法在蓝宝石衬底上生长In_xAl_1-xN薄膜，但是系统结构复杂，操作复杂，生长速率以及镀膜面积小；还有采用在In₂O₃靶材使用磁控溅射法制备InN薄膜，但是In₂O₃靶材制备的InN含氧量太高，而且结晶性差。

本发明采用磁控溅射技术制备了Si掺杂In_xAl_1-xN薄膜，不仅操作简单，而且能够高效快速大面积成膜，另有研究表明，Si离子注入可以替代In_xAl_1-xN系列薄膜中In或Al的位置，使其载流子浓度提升从而改善其性能。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种Si掺杂In_xAl_1-xN薄膜的制备方法，以解决上述技术问题中提出的现有技术中In_xAl_1-xN薄膜制备操作复杂，生长速率慢，结晶性差的技术问题。

为解决上述问题，本发明实施方式提供一种Si掺杂InxAl1-xN薄膜的制备方法，包括：

步骤一、选用Si(100)作为基片，对Si(100)基片进行超声波清洗烘干后，传送室真空室内；

步骤二、将金属In靶、金属Al靶、陶瓷Si₃N₄靶安装于真空室靶位上；

步骤三、对真空室抽真空使得真空室内真空度降低到10^-4Pa以下；