[发明专利]铌酸锂/Ⅲ族氮化物异质结铁电半导体薄膜制备方法及应用

摘要

LiNbO₃/III族氮化物异质结铁电半导体薄膜制备方法，采用金属有机物化学气相淀积方法在(0001)面蓝宝石衬底上先生长AlN/AlGaN等异质结构材料作为缓冲层或复合衬底；然后在此缓冲层采用高纯5N的铁电材料作为靶材，用脉冲激光沉积方法在所述异质结构缓冲层或复合衬底上获得高质量铁电材料薄膜；控制生长腔的真空在10^－3Torr以上；将衬底温度升至300－900度，然后向腔内通入高纯氧，氧压控制在5－90帕；调整激光器频率设置为5HZ，能量为300mJ，并预先将激光预溅射靶材3－5分钟，清洁衬底表面的污染；最后，将脉冲激光聚焦于靶材上，打开靶源在异质结构复合衬底生长LiNbO₃/III族氮化物异质结构铁电半导体薄膜。

主权项

1、LiNbO3/III族氮化物异质结铁电半导体薄膜制备方法，采用金属有机物化学气相淀积方法在(0001)面蓝宝石衬底上先生长AlN/AlGaN、AlN/GaN、AlGaN/GaN或GaN/InGaN异质结构材料作为缓冲层或复合衬底；然后在此缓冲层或复合衬底上采用高纯5N的LiNbO3作为靶材，用脉冲激光沉积方法在所述异质结构缓冲层或复合衬底上获得高质量铁电材料薄膜；其步骤如下：将清洁的异质结构复合衬底安装到PLD衬底台上，并连同LiNbO3靶材一起放入生长腔内；用机械泵、分子泵抽生长腔，控制生长腔的真空在10-3Torr以上；将衬底温度升至300-900度，然后向腔内通入高纯氧，氧压控制在5-90帕；调整激光器频率设置为5HZ，能量为300mJ，并预先将激光预溅射靶材3-5分钟，清洁衬底表面的污染；最后，将脉冲激光聚焦于LiNbO3靶材上，在其局部形成达上千度的高温区，使区内靶材表面上几十个纳米厚的一层物质被瞬时蒸发出来，打开靶源在上述工艺条件在异质结构复合衬底生长LiNbO3/III族氮化物异质结铁电半导体薄膜。