[发明专利]一种电子薄膜材料的制备装置及其制备工艺

说明书

本发明公开一种电子薄膜材料的制备装置及其制备工艺，该制备装置包括RF反应器、N₂源、O₂源、Ga源、Cu源、PC端和真空泵，该制备工艺包括以下步骤：S1、将基板清洗、吹干；S2、将基板固定，将沉积室内抽真空，然后充入N₂至标准大气压；S3、在基板表面沉积Ga₂O₃薄膜；S4、在步骤S3沉积的Ga₂O₃薄膜表面沉积掺杂Cu的Ga₂O₃薄膜；S5、在步骤S4沉积的掺杂Cu的Ga₂O₃薄膜表面继续沉积Ga₂O₃薄膜，得到具有三层结构的薄膜；S6、薄膜取出退火。本发明制备装置可以促进前驱物通过电极的作用沉积在基板表面，提高前驱物沉积的速度及均匀程度，本发明制备工艺通过常压RF‑DBD等离子体辅助脉冲化学气相沉积，制备的电子薄膜致密性好，生长速率高，同时常温常压的工艺更加节省能源。

技术领域

本发明涉及电子薄膜领域，具体的是一种电子薄膜材料的制备装置及其制备工艺。

背景技术

21世纪是新材料的时代，能源、材料、信息科学是新技术革命的先导和支柱。电子薄膜材料作为特殊形态材料的薄膜，已成为微电子学、光电子学、磁电子学、刀具超硬化、传感器、太阳能利用等新兴交又学科的材料基础，并广泛渗透到当代科技的各个领域。

Ga₂O₃是一种直接带隙的宽禁带半导体材料，其禁带宽度最-4.9eV(-250nm)，具有紫外可见光透过率高、击穿场强大(-8MV/cm)、能量损耗低等特性，在透明导电电极、日盲紫外探测器、场效应晶体管、气敏传感器等器件中展现出巨大的应用前景，是一种极具应用潜力的多功能光电材料。高质量的Ga₂O₃薄膜对于研究光电半导体器件具有重要的作用，而薄膜的质量往往取决于制备方法及工艺参数。现有的Ga₂O₃薄膜的制备方法存在能耗较高、成膜效率低且成膜不均匀的问题，同时现有的Ga₂O₃薄膜制备方法在制备含掺杂的薄膜是不易实现。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种电子薄膜材料的制备装置及其制备工艺。本发明制备装置可以精确控制两个极板之间的距离，基板固定牢靠，特殊的进出气口设计可以可以促进前驱物通过电极的作用沉积在基板表面，提高前驱物沉积的速度及均匀程度。本发明制备工艺通过常压RF-DBD等离子体辅助脉冲化学气相沉积，制备的电子薄膜致密性好，生长速率高，同时常温常压的工艺更加节省能源，制备了的Cu掺杂的γ-Ga₂O₃薄膜，三层结构保证了再高温退火过程中掺杂物键结稳定，吸附效果佳，不至产生向外扩散的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电子薄膜材料的制备装置，包括RF反应器、N2源、O2源、Ga源、Cu源、PC端和真空泵，RF反应器的进气端分别通过电磁阀Y1、Y2连接N₂源和O₂源，RF反应器的出气端通过三通阀K与电磁阀Y1的进气端连接，N₂源的一个出气端分别通过电磁阀Y3、Y4连接Ga源和Cu源，Ga源和Cu源的出气端分别通过电磁阀Y5、Y6与三通阀K连接，N₂源和电磁阀Y1之间设有流量计V1，O₂源与电磁阀Y2之间设有流量计V2，N₂源和电磁阀Y3、Y4之间设有流量计V3和单向阀M，RF反应器与PC端电性连接，PF反应器通过电磁阀Y7与真空泵的输出端连接连接。