[发明专利]一种可调制带隙宽度的镓铟氧化物薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种可调制带隙宽度的镓铟氧化物薄膜材料，具有如下通式：Ga_2(1-X)In_2XO₃，式中x为In/(Ga+In)原子比，x＝0.1-0.9；随着铟含量x从0.9减少到0.1，该薄膜材料的带隙宽度从3.72增大到4.58eV，当0.1≤x≤0.2时该薄膜具有β-Ga₂O₃的结构，当0.2＜x＜0.7薄膜具有混相结构，当0.7≤x≤0.9，薄膜具有立方In₂O₃的结构。

2.一种权利要求1所述的可调制带隙宽度的镓铟氧化物薄膜材料的制备方法，采用有机金属化学气相淀积工艺，以三甲基镓[Ga(CH₃)₃]和三甲基铟[In(CH₃)₃]为有机金属源，用氮气作为载气，用氧气作为氧化气体，用有机金属化学气相淀积设备在真空条件下在蓝宝石衬底上生长镓铟氧化物薄膜；其中的工艺条件如下：

反应室压强30-100Torr，

生长温度500～800℃

背景N₂流量100-800sccm

有机金属镓源温度-14.5～-5℃，

有机金属铟源温度10～28℃，

有机金属镓源载气(N₂)流量1～60sccm，

有机金属铟源载气(N₂)流量10～60sccm，

氧气流量10～100sccm。

镓铟氧化物薄膜的外延生长速率为0.5～2.5nm/min。

3.如权利要求2所述的可调制带隙宽度的镓铟氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)先将MOCVD设备反应室抽成高真空状态4×10^-4Pa-5×10^-4Pa，将衬底加热到生长温度500～800℃，设定并保持有机金属镓源温度-14.5～-5℃；设定并保持有机金属铟源温度10～28℃；

(2)打开氮气瓶阀门，向真空反应室通入氮气(背景N₂)100-800sccm，反应室压强30-100Torr，保持30-35分钟；

(3)打开氧气瓶阀门，氧气流量10-100sccm，保持8-12分钟；

(4)打开有机金属镓源源瓶阀门，调节载气(N₂)流量1-60sccm，保持8-12分钟；

(5)打开有机金属铟源源瓶阀门，调节载气(N₂)流量10-60sccm，保持8-12分钟；

(6)将氧气和有机源载气同时通入反应室，保持时间为80-300分钟；

(7)反应结束，关闭镓源源瓶、铟源源瓶和氧气瓶阀门，用氮气冲洗管道20-30分钟。

4、如权利要求2所述的可调制带隙宽度的镓铟氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，所述的蓝宝石抛光晶面是(0001)晶面。