[发明专利]一种β-Ga2

说明书

本发明公开了一种β‑Ga₂O₃薄膜的制备方法及β‑Ga₂O₃薄膜，该方法包括：选取具有一定偏角范围的偏角衬底；对所述偏角衬底进行退火处理；在所述偏角衬底上外延生长第一β‑Ga₂O₃层；采用脉冲式生长法在所述第一β‑Ga₂O₃层上外延生长第二β‑Ga₂O₃层，以得到β‑Ga₂O₃薄膜。本发明通过采用偏角衬底提高了外延薄膜平整度；同时配合脉冲式生长法极大地降低了薄膜表面的粗糙度，提升了β‑Ga₂O₃薄膜质量。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种β-Ga₂O₃薄膜的制备方法及β-Ga₂O₃薄膜。

背景技术

随着微电子技术的发展以及高击穿高功率器件的广泛应用，传统硅基等窄禁带半导体材料遭遇到了诸多挑战，其中，击穿电压逐渐成为衡量器件性能的关键因素之一。作为第三代半导体材料，β-Ga₂O₃的禁带宽度约为5eV，并且击穿场强也相当于SiC和GaN的2倍以上。β-Ga₂O₃的巴利伽优值也远大于Si、SiC和GaN材料，因而β-Ga₂O₃材料在高功率高击穿器件以及日盲探测器的应用中具有极大的潜力。

近年来，围绕着β-Ga₂O₃薄膜的生长研究主要涉及异质衬底外延和同质衬底外延。其中，蓝宝石衬底由于造价便宜且与β-Ga₂O₃薄膜匹配度高，因此成为异质外延的首选。

然而，现有的β-Ga₂O₃薄膜的异质外延薄膜的缺陷较多且表面粗糙度普遍较高，从而导致β-Ga₂O₃薄膜无法应用到电子器件中。而同质外延受较多的实验生长参数影响，使得对于最优生长条件的摸索困难重重，从而影响薄膜平整度。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种β-Ga₂O₃薄膜的制备方法及β-Ga₂O₃薄膜。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种β-Ga₂O₃薄膜的制备方法，包括：

选取具有一定偏角范围的偏角衬底；

对所述偏角衬底进行退火处理；

在所述偏角衬底上外延生长第一β-Ga₂O₃层；

采用脉冲式生长法在所述第一β-Ga₂O₃层上外延生长第二β-Ga₂O₃层，以得到β-Ga₂O₃薄膜。

在本发明的一个实施例中，所述偏角衬底的材料为Ga₂O₃或者蓝宝石。

在本发明的一个实施例中，所述偏角衬底的偏角角度范围为1.5-6°。

在本发明的一个实施例中，对所述偏角衬底进行退火处理包括：

将所述偏角衬底放入低压MOCVD反应室中，设置氧气流量为1000-1500sccm，温度为900-950℃，反应室压力为35-45Torr；