一种自持金刚石厚膜衬底上低温沉积Ga2O3薄膜的制备方法

技术领域

本发明属于光电薄膜材料的制造技术领域，特别是涉及一种ECR-PEMOCVD 系统在自持金刚石厚膜衬底低温沉积Ga

背景技术

凭借其优异的导热性和优良的耐热性，金刚石衬底特别适合于大功率高频滤器件的制作。近年来采用高温裂解热丝化学气相沉积(CVD)技术可以在硅或者金属衬底上大面积沉积制备出高质量的金刚石膜。而且该CVD技术已经发展的较为成熟。所以金刚石作为衬底大功率高频滤器件可以实现。氧化镓 (Ga

现有技术有分子束外延(molecular beam epitaxy，MBE)方法，在蓝宝石衬底制备Ga

电子回旋共振等离子体增强技术(ECR-PEMOCVD)实验装置采用的是一种新型的腔耦合磁多级型微波ECR等离子体源，其微波耦合效率在95％以上。该源型可在10

发明内容

针对上述存在的技术问题，为了解决现在技术上的不足，本发明提供一种 ECR-PEMOCVD在自持金刚石厚膜衬底低温沉积Ga

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种自持金刚石厚膜衬底低温沉积Ga

(1)将自支撑金刚石厚膜基片依次通过丙酮、乙醇以及去离子水超声波清洗8-12分钟后，用氮气吹干送入反应室；

(2)采用ECR-PEMOCVD系统，将反应室抽真空至6.0×10

进一步地，所述自持金刚石厚膜基片是在热丝CVD系统在甲烷和氢气的反应源条件下制备的，其金刚石为自由站立基片。

进一步地，所述三甲基镓反应源的纯度都为99.99％，且由氩气携带进入反应室。

进一步地，所述氧气反应源的纯度为99.99％。

本发明的有益效果为：

1.本发明将采用电子回旋共振等离子体增强MOCVD(ECR-PEMOCVD)方法在自支撑金刚石厚膜基片上低温生长Ga

2.本发明首先采用聚酰亚胺(PI)作为衬底制备氧化镓薄膜，之后制备新型薄膜器件，由于衬底其优异的导热性和优良的耐热性，具有独特的使用特性，从而具有广阔的市场竞争力。本发明凭借其电子回旋共振(ECR)独特的优势，可以在较低的温度下制备出高性能的Ga

3.本发明利用可精确控制的低温沉积的ECR-PEMOCVD技术，在自持金刚石上沉积制备出高质量的Ga

附图说明

图1为自持金刚石的AFM图像。

图2为实施例1自持金刚石基片上Ga

图3为本发明制备的Ga

图4为本发明方法得到的Ga

图中：1为Ga

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的XRD测试的型号是Bruker AXS D8，X射线源是λ＝0.15418nm的 Cu-Kα。

本发明采用的原子力显微镜(AFM)的型号是Picoscan 2500，产于Agilent 公司。在正常室温的测试条件下对薄膜样品进行了测试与分析。样品的测试分析区域是2μm×2μm。

实施例1：

将自持金刚石基片用丙酮、乙醇以及去离子水用超声波依次清洗10分钟后，用氮气吹干送入ECR-PEMOCVD系统反应室；将反应室抽真空至6.0×10

实验结束后采用霍尔测试设备对薄膜的迁移率和载流子浓度进行了测试分析。其结果如表1所示，由表1可以分析自持金刚石基片上的Ga

表1ECR-PEMOCVD在自持金刚石上低温沉积Ga

实施例2：

将自持金刚石基片用丙酮、乙醇以及去离子水用超声波依次清洗10分钟后，用氮气吹干送入ECR-PEMOCVD系统反应室；将反应室抽真空至6.0×10

实验结束后采用霍尔测试设备对薄膜的迁移率和载流子浓度进行了测试分析。其结果如表2所示，由表2可以分析自持金刚石基片上的Ga

表2ECR-PEMOCVD在自持金刚石上低温沉积Ga

实施例3：

将自持金刚石基片用丙酮、乙醇以及去离子水用超声波依次清洗10分钟后，用氮气吹干送入ECR-PEMOCVD系统反应室；将反应室抽真空至6.0×10

实验结束后采用霍尔测试设备对薄膜的迁移率和载流子浓度进行了测试分析。其结果如表3所示，由表3可以分析自持金刚石基片上的Ga

表3ECR-PEMOCVD在自持金刚石上低温沉积Ga

实施例4：

将自持金刚石基片用丙酮、乙醇以及去离子水用超声波依次清洗10分钟后，用氮气吹干送入ECR-PEMOCVD系统反应室；将反应室抽真空至6.0×10

实验结束后采用霍尔测试设备对薄膜的迁移率和载流子浓度进行了测试分析。其结果如表4所示，由表4可以分析自持金刚石基片上的Ga

表4ECR-PEMOCVD在自持金刚石上低温沉积Ga

实施例5：

将自持金刚石基片用丙酮、乙醇以及去离子水用超声波依次清洗10分钟后，用氮气吹干送入ECR-PEMOCVD系统反应室；将反应室抽真空至6.0×10

实验结束后采用霍尔测试设备对薄膜的迁移率和载流子浓度进行了测试分析。其结果如表5所示，由表5可以分析自持金刚石基片上的Ga

表5ECR-PEMOCVD在自持金刚石上低温沉积Ga

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。