[发明专利]一种铝掺杂氧化镓膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝掺杂氧化镓膜的制备方法，通过在沉积腔室内的加热基片上采用原子层沉积技术进行复合沉积，获得铝掺杂氧化镓膜。首先设定满足对氧化镓掺铝的条件：沉积腔室内的温度为50‑400℃，压强为0.01‑0.5torr；在此基础上，在加热基片上，按照第一预设循环次数与第二预设循环次数，交替执行第一沉积过程和第二沉积过程，通过原子层单层循环生长时对镓源、铝源和氧源的通入时间的精确控制(镓源的通入时间为0.001‑5s，氧源的通入时间为1‑20s，铝源的通入时间为0.001‑5s)，可实现铝掺杂比例的精确控制，从而获得具有精确禁带宽度的铝掺杂氧化镓膜。

技术领域

本发明涉及半导体材料技术领域，尤其涉及一种铝掺杂氧化镓膜及其制备方法。

背景技术

目前，电子信息行业的兴盛与微电子科学技术息息相关。而半导体材料和器件在微电子领域占据着主导地位，引领着电子行业的发展。半导体氧化物拥有更大的禁带宽度、更高的击穿电压以及更好的热稳定性而被人们广泛应用于高功率、低功耗、高度集成的电子元器件中。其中氧化镓(Ga2O3)是一种具备多种优良特性的半导体材料，其禁带宽度为4.9eV，在功率型电子器件、气体传感器、日盲探测器等方面有着广泛的应用。为了提升光电探测器的灵敏度，可以选择对氧化镓薄膜进行铝(Al)掺杂，从而提升氧化镓薄膜的禁带宽度。但现有的制备方法(包括磁控溅射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)、激光脉冲沉积(PLD)等)无法精准控制铝元素掺杂比例。

发明内容

本申请实施例通过提供一种铝掺杂氧化镓膜及其制备方法，解决了现有的制备方法无法精准控制铝元素掺杂比例的技术问题。

一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种铝掺杂氧化镓膜的制备方法，所述制备方法包括：在沉积腔室内的加热基片上采用原子层沉积技术进行复合沉积，所述沉积腔室内的温度为50-400℃，所述沉积腔室内的压强为0.01-0.5torr；

所述复合沉积包括交替执行第一沉积过程和第二沉积过程，所述第一沉积过程包括按照第一预设循环次数执行第一循环，所述第二沉积过程包括按照第二预设循环次数执行第二循环；

所述第一循环包括：向所述沉积腔室内通入镓源，吹扫，向所述沉积腔室内通入氧源，吹扫，在所述加热基片上生长氧化镓膜；其中，所述镓源的通入时间为0.001-5s，所述氧源的通入时间为1-20s；

所述第二循环包括：向所述沉积腔室内通入铝源，吹扫，向所述沉积腔室内通入氧源，吹扫，将铝元素掺杂在所述氧化镓膜中；其中，所述铝源的通入时间为0.001-5s。

可选的，所述第一预设循环次数与所述第二预设循环次数的比例为1-10。

可选的，所述沉积腔室内的温度为350℃，所述沉积腔室内的压强为0.15torr；

可选的，所述镓源的通入时间为0.03s，所述铝源的通入时间为0.015s，所述氧源的通入时间为8s。

可选的，所述氧源为臭氧、氧气和水蒸气中的一种或多种。

可选的，所述吹扫的通入时间为1-1000s。

可选的，所述镓源为三甲基镓、三乙基镓和三异丙醇镓中的一种或多种。

可选的，所述铝源为三氯化铝、三甲基铝、三乙基铝和氯化二甲基铝中的一种或多种。

另一方面，本申请通过本申请的另一实施例提供一种铝掺杂氧化镓膜，所述铝掺杂氧化镓膜根据上述的制备方法制备获得。

可选的，所述铝掺杂氧化镓膜的禁带宽度为4.9-8.8eV。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：