[发明专利]立方相氧锌镁单晶薄膜的生长制备方法

摘要

立方相氧锌镁单晶薄膜的生长制备方法属于半导体光电材料制备技术领域，该方法利用LP-MOCVD方法在低温富氧条件下生长立方相MgZnO薄膜，生长条件是：选用蓝宝石和氧化镁衬底，生长室压力为2×104Pa，生长温度280-450℃；载气为99.999％氮气，MCp2Mg作为镁源，源温控制在40-50℃，其摩尔流量为18-40μmol/min；DEZn作为锌源，源温为-5℃，摩尔流量为0.45-3μmol/min；以高纯氧气作氧源，摩尔流量为0.07mol/min，使得II/VI族比例远远小于1。本发明生长制备的立方相氧锌镁单晶薄膜，结晶质量高，具有很好的重复性；薄膜的吸收边覆盖范围为200-280nm。

主权项

立方相氧锌镁单晶薄膜的生长制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)清洗衬底：(a)、蓝宝石衬底的清洗，首先用三氯乙烯、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗15分钟，去掉表面的油污，然后在硫酸∶磷酸＝3∶1的混合液中加热煮沸15分钟，得到清洁的表面，最后用去离子水冲净并用高纯氮气吹干；(b)、氧化镁衬底的清洗，首先用三氯乙烯、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗15分钟，去掉表面的油污，然后用高纯氮气吹干；2)启动循环水、氮气纯化器、高频加热炉、半导体冷阱和恒温水浴槽的电源；3)采用二甲基二茂镁作为镁源，利用恒温水浴槽将源温控制在40℃～50℃范围内；利用二乙基锌作为锌源，半导体冷阱源温控制为-5℃；4)采用经氮气纯化器纯化后的高纯氮气作为载气，控制管路压力为2×105Pa；通过流量计控制Ⅱ族、Ⅵ族载气的摩尔流量分别为0.07mol/min、0.05mol/min，生长室压力控制由一台压力控制器和机械泵来完成，生长室压力在2×104Pa；5)启动高频炉调节高压输出，控制生长温度在280℃～450℃；6)打开镁源、锌源的源瓶进出口阀门，调节镁源的流量计，使其摩尔流量为18～40μmol/min；调节锌源的流量计，使其摩尔流量为0.45～3μmol/min；以高纯氧气为氧源，压力为3×105Pa，调节氧气流量计，使其摩尔流量控制在0.07mol/min；7)打开镁源、锌源以及氧气R阀，开始生长，生长时间控制在150分钟；8)生长结束后，关闭镁源、锌源的源瓶进出口阀门，关闭氧气阀门，待衬底温度降到室温，取出样品，则完成立方相氧锌镁单晶薄膜的生长制备。