[发明专利]一种发红光的掺氧砷化镓多晶薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发红光的掺氧砷化镓多晶薄膜的制备方法，属无机化合物、半导体类发光材料的技术领域。

背景技术

砷化镓GaAs由于具有独特、优良的半导体发光特性，已成为仅次于硅的最重要的半导体材料，已在多种技术领域得到应用，例如，微波二极管、集成电路、红外发光二极管、激光二极管、太阳能电池、光纤通讯、移动通讯等，它的电子迁移率是硅的六倍，故可作为高速器件、探测器、激光器件等。

砷化镓是由金属镓与半金属砷按原子比1：1化合而成的金属间化合物，具有灰色金属光泽，其晶体结构具有闪锌矿型。

作为半导体器件，砷化镓常以薄膜的形式应用于电子产品及发光技术领域，与其他金属器件和发光材料匹配制成高等级产品，而真正的器件功能只用到表层的1-40μm薄层，单晶基片在这种情况下往往只起支撑薄膜的作用。

目前，多晶砷化镓薄膜的制备大多采用等离子体反应沉积、化学气相沉积、真空蒸发和真空溅射等技术，此外，利用化学束外延在低温条件下，可以在玻璃衬底上生长GaAs多晶薄膜材料，但是这些制备方法需要昂贵的设备和价格较高的原材料，这就使得产品成本升高，而且还存在一些技术上的不足和弊端。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对背景技术的不足，采用一种热蒸发传输沉积法，在管式高温炉中，在砷化镓基片上，在氩气气流下，砷化镓粉末掺杂氧化镓、氧化铟，以形态转换、气相沉积、薄膜生长方式，在砷化镓基片上制备生长出砷化镓薄膜，并对有害气体进行回收，使热蒸发传输沉积制备砷化镓薄膜成为可能。

技术方案

制备使用的化学物质材料为：砷化镓、氧化镓、氧化铟、盐酸、无水乙醇、双氧水、去离子水、氩气、砷化镓基片、次氯酸纳、氢氧化钠、稀磷酸，其组合配比如下：以克、毫升、厘米³、毫米为计量单位

砷化镓：       GaAs            20g±0.01g

氧化镓：       Ga₂O₃           10g±0.01g

氧化铟：       In₂O₃           2g±0.01g

盐酸：         HCl             100ml±2ml

无水乙醇：     C₂H₅OH          1000ml±2ml

双氧水：       H₂O₂            30ml±2ml

去离子水：     H₂O             2000ml±50ml

次氯酸纳：     NaClO           100ml±2ml

氢氧化钠：     NaOH            20g±0.1g

稀磷酸：       H₃PO₄           50ml±2ml

氩气：         Ar              30000cm³±200cm³

砷化镓基片：   GaAs            20×20×1mm

制备方法如下：

(1)精选化学物质

对制备所需的化学物质要进行精选，并进行纯度、精度控制：

砷化镓：   固态粉末    99％

氧化镓：   固态粉末    99.99％

氧化铟：   固态粉末    99.99％

盐酸：     液态液体    浓度35％

无水乙醇： 液态液体    97％

去离子水： 液态液体    99.9％

双氧水：   液态液体    30％

次氯酸纳： 液态液体    浓度13％

氢氧化钠： 固态粉粒    96％

磷酸：     液态液体    浓度85％

氩气：       气态气体    99％

砷化镓基片： 固态固体    99.8％(100)晶向单晶片表面呈镜面

(2)超声清洗L形石英舟

将石英舟置于超声波清洗器内，加入100ml去离子水，超声清洗15min；

(3)超声清洗砷化镓基片

①用无水乙醇清洗砷化镓基片