[发明专利]一种单晶石榴石厚膜的间歇式液相外延生长方法

摘要

一种单晶石榴石厚膜的间歇式液相外延生长方法，本发明涉及石榴石厚膜的制备方法，具体提供一种石榴石单晶厚膜的液相外延间歇式生长方法，首先制备熔体、清洗基片，并进行薄膜试生长，得到生长速率随生长温度变化的模拟曲线E和薄膜晶格常数随生长速率变化的模拟曲线F；然后进行厚膜初次生长，得到具有一定厚度的单晶石榴石薄膜，对初次生长得到的薄膜进行晶格失配测试，依据模拟曲线E、F调节薄膜生长温度进行再次生长；多次重复直到晶格匹配，在晶格匹配下生长得到预设厚度。本发明通过间歇式生长方式得到了单晶石榴石厚膜，该膜与基底之间的晶格匹配度良好，为单晶态；薄膜的结构致密、表面平整，厚度可达100μm以上，是一种可应用于微波及磁光器件中的良好材料。

主权项

1.一种石榴石单晶厚膜的液相外延间歇式生长方法，包括以下步骤：步骤1：制备熔体：依据熔体相图及配方，准确称量氧化物原料，并依次进行混料、熔料得到初始状态的溶体；步骤2：清洗基片；步骤3：薄膜试生长：设定初始坩埚温度，将步骤2清洗后的基片放入熔体中，进行试生长，试生长时间为2min，生长完成后，快速提离熔体液面，甩去部分残留，缓慢提出炉体，清洗残留，得到单晶石榴石薄膜，测试薄膜晶格常数和生长速率；步骤4：添加原料至熔体达到初始状态，调节坩埚温度，重复步骤3至少5次，依次测得薄膜晶格常数和生长速率；步骤5：依据步骤3和4得到的数据，绘出相同熔体条件下生长速率随生长温度变化的模拟曲线E和薄膜晶格常数随生长速率变化的模拟曲线F；步骤6：厚膜初次生长：添加原料至熔体达到初始状态，设定初次生长温度，将新的基片放入熔体中，进行初长15～25min，生长完成后，快速提离熔体液面，甩去部分残留，缓慢提出炉体，清洗残留，得到初次生长的单晶石榴石薄膜；步骤7：晶格失配测试：将经步骤6初次生长的单晶石榴石薄膜进行晶格失配测试；步骤8：根据步骤7测试结果以及模拟曲线E和模拟曲线F调节薄膜生长温度，以降低晶格失配，将步骤6制得的单晶石榴石薄膜清洗后作为衬底再次生长15～25min；步骤9：重复步骤7、8，以达到薄膜与衬底的晶格匹配，在晶格匹配下生长单晶石榴石薄膜直至预设厚度。