[发明专利]一种半导体结晶膜的制备方法及其半导体结晶膜

摘要

本发明提供了一种在蓝宝石衬底上制备高质量ε相氧化镓半导体结晶膜的方法。该方法是利用化学气相沉积，在蓝宝石衬底上沉积氧化镓半导体结晶膜。上述ε相氧化镓半导体结晶膜由成核层和主体层构成，其中成核层是纯ε相氧化镓结晶膜或者ε相与β相混合的氧化镓结晶膜，主体层是纯ε相氧化镓半导体结晶膜。上述成核层的生长温度低于主体层的生长温度，上述主体层可以含有、也可以不含掺杂剂。本发明解决了异质衬底上生长ε‑Ga2O3缺陷密度高的问题，获得了高质量ε‑Ga2O3结晶膜，极大拓展了氧化镓半导体材料应用范围。

主权项

1.一种半导体结晶膜的制备方法，其特征在于，采用化学气相沉积法在蓝宝石衬底上形成成核层，再在成核层上形成主体层；所述成核层为纯ε相氧化镓结晶膜或者ε相与β相混合的氧化镓结晶膜，所述主体层为纯ε相氧化镓结晶膜；所述主体层的生长温度高于成核层的生长温度；具体制备方法包括如下步骤：S1：将蓝宝石衬底送入反应室托盘上，并让托盘旋转；S2：反应室升温至500～650℃；向反应室通入补充性载气，并将反应室气压控制在20～400Torr；S3：将装有有机金属源、氧源的鼓泡瓶分别沉浸在恒温水槽中，并通过质量流量计和压力计，控制鼓泡瓶的流量和压力；S4：待反应室温度稳定后，同时向有机金属源和氧源的鼓泡瓶通入载气，并让载气流入反应室中；控制反应时间，在蓝宝石衬底表面生长出10～300nm的Ga2O3半导体结晶膜；S5：其他条件不变，暂停通入有机金属源，然后将温度升至600～800℃；S6：待温度稳定后，重新将携带有机金属源的载气通入反应室；调节反应时间，继续生长出0.5～10um的ε‑Ga2O3半导体结晶膜；S7：保持补充性氩气通入反应室，停止携带有有机金属源和氧源的载气通入反应室，停止生长；降温至室温后取样，即得。