[发明专利]一种Ni掺杂AlN基稀磁半导体薄膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种Ni掺杂AlN基稀磁半导体薄膜材料的制备方法。本方法采用Al靶和金属镍片进行磁控共溅射，系统的本底真空度为10-4Pa-10-5Pa，溅射过程中工作气体为高纯的氮气和高纯氩气，氩气和氮气的比例为7∶3，溅射气压为1.5Pa，衬底温度为370℃，溅射功率为300W，基片为n型Si(100)，靶材与基片间的距离为60mm，溅射时间为60min。基片经清洗除去表面杂质后，通过改变镍片的数量得到不同掺杂浓度的AlN基稀磁半导体薄膜材料。本方法制备工艺简单，沉积速率高，不需要任何的后续处理就可以得到室温铁磁性和高居里温度且性能可控的稀磁半导体薄膜材料，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。

主权项

一种Ni掺杂AlN基稀磁半导体薄膜材料的制备方法：采用射频磁控溅射系统，其特征在于，靶材为纯度为99.999％的Al(直径为80mm)和99.99％的镍片(长10mm，宽1mm)，镍片对称地放在Al靶上，Al靶和镍片共溅射。系统的本底真空度为10‑4Pa‑10‑5Pa，溅射过程中工作气体为一定比例的高纯氮气和高纯氩气，溅射过程中工作气压为1.5Pa，溅射功率为300W，基片为n型Si(100)，靶材与基片间的距离为60mm，溅射时间为60min。将清洗好的n型Si(100)基片在纯氮气氛围中烘干后放入真空室，抽真空到所需的真空度，加热基片，按比例通入氮气和氩气，接射频电源，调节溅射功率到200W对靶材进行预溅射以除去靶材表面的杂质和氧化层，预溅射时间为20min。预溅射完毕，调节功率到300W开始溅射。