[发明专利]一种氧化镓外延膜的制备方法及氧化镓外延膜

权利要求书

1.一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选取衬底，将其清洗后待用；

步骤2：操控MOCVD设备，将衬底送入样品预处理室，对反应室抽真空；

步骤3：当反应室真空度至6×10^-4Pa以下，将衬底由预处理室送入反应室中，加热放置衬底的托盘，托盘升温到高于氧化镓膜生长温度50~200℃后，将衬底进行热处理10~60min；

步骤4：完成上述步骤后，将托盘温度降到氧化镓膜生长温度300-1200℃中预设温度点，让托盘旋转，准备进行氧化镓膜的外延生长；

步骤5：选择镓源类型，并调节镓源温度、镓源瓶压力、主载气和辅助载气流量；

步骤6：选择氧源类型，调节氧源流量或者氧源载气流量；

步骤7：调节镓源和氧源的供给量为预设的六三比；

步骤8：选择辅助反应气体的类型，并调节辅助反应气体的流量；

步骤9：选择预定的反应源供给模式，生长室压力控制在0.01~500torr范围内，稳定生长参数，实现氧化镓膜的外延生长；

步骤10：根据所要制备的氧化镓膜的厚度，控制生长速度为0.02~4μm/h；

步骤11：当氧化镓膜生长过程结束后，对其进行原位退火处理或者直接降温至室温后取样，完成高质量氧化镓外延膜的制备。

2.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4中托盘的转速为30~1200转/分。

3.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，所述镓源为三甲基镓或三乙基镓，镓源温度范围为-50℃~50℃，镓源瓶压力范围为1~10³torr，主载气流量范围为1~10³sccm，辅助载气流量范围10~10³sccm。

4.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，所述氧源为气体氧源，所述气体氧源为臭氧、氧气、笑气、氧等离子体的一种或多种，气体流量范围为1~10³sccm。

5.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，所述辅助反应气体为含氢的化合物，包括：氢气、水蒸气，双氧水，气体流量范围为0~10³sccm。

6.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，所述镓源与氧源供给量的六三比为10¹~10⁶。

7.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，所述反应源供给模式包括：连续供给和脉冲断续供给；所述脉冲供给进一步包括：镓源脉冲供给、氧源脉冲供给、辅助反应物脉冲供给以及以上三种方式的两两结合；所述脉冲流量为各源的设定流量，脉冲的周期范围为5~1800s，脉冲占空比范围为0.01~1。

8.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，所述原位退火处理的压强在10~10⁵Pa范围内，温度在300~1200℃范围内，退火处理10~120min。

9.根据权利要求1所述的一种氧化镓外延膜的制备方法，其特征在于，在完成步骤8后，对氧化镓外延膜进行热退火处理，所述热退火处理的条件为：在纯氧气氛、氧气氮气混合气氛以及纯氮气气氛下，气压在0~10⁵Pa范围内，温度在450~1200℃范围内，退火处理20~120min。

10.一种氧化镓外延膜，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述的氧化镓外延膜的制备方法制备而成。