[发明专利]一种钽掺杂Ga2

权利要求书

1.一种钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)靶材选取

按照材料所含杂质浓度比例作为材料纯度的计算方法，选取纯度均不低于99.99％的均匀掺杂的块状氧化镓和氧化钽作为磁控共溅射的靶材，将靶材放入磁控共溅射室，备用；

(2)衬底处理

对衬底依次用丙酮、甲醇、乙醇和去离子水在超声波中清洗，并用N₂气氛吹干，将处理后的衬底放入磁控共溅射室，备用；

(3)双靶溅射

通入Ar气产生辉光等离子体，采用射频磁控溅射的方法在衬底上生长掺杂的氧化镓薄膜；调节溅射气压、溅射功率和衬底温度，采用溅射工艺方法制备钽掺杂氧化镓薄膜；

(4)后退火

溅射工艺完成后，将薄膜放入退火炉进行高温退火，从而使其晶化，并得到具有均匀致密的结构的钽掺杂氧化镓薄膜成品。

2.根据权利要求1所述钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于：在所述在步骤(2)中，衬底采用无机材料基底或半导体材料基底。

3.根据权利要求2所述钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于：在所述在步骤(2)中，衬底采用石英或者c面蓝宝石。

4.根据权利要求1所述钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于：在所述在步骤(2)中，衬底在每种试剂中超声清洗的时间不低于5分钟。

5.根据根据权利要求1所述钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于：在所述在步骤(3)中，磁控共溅射室的本底真空小于等于5×10^-4Pa，工作气体是氩气。

6.根据根据权利要求1所述钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于：在所述在步骤(3)中，进行溅射时，腔室压强不高于1.0Pa，氧化镓靶材功率为70～100W，氧化钽靶材功率为5～8W，所述掺钽的氧化镓薄膜的厚度为200～500nm。

7.根据权利要求1所述钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于：在所述在步骤(4)中，在真空环境下退火，退火温度不低于900℃，保温时间至少1小时。

8.根据权利要求1所述钽掺杂Ga₂O₃薄膜的可控制备工艺方法，其特征在于：在所述在步骤(4)中，退火的升温速率不低于6℃/min，降温至300℃前的降温速率不低于6℃/min，在低于300℃之后使其在真空环境下随炉自然降温。