ECR-PEMOCVD在GaN缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法

摘要

本发明属于新型光电材料沉积制备技术领域，提供一种可制备电学性能良好的InN光电薄膜且成本低的ECR-PEMOCVD在GaN缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法。本发明包括以下步骤：1）将Si基片依次用丙酮、乙醇以及去离子水超声波清洗后，用氮气吹干送入反应室；2）用热丝CVD系统，将反应室抽真空，将Si基片加热，向反应室内通入氢气和甲烷气体，在Si衬底基片上得到金刚石薄膜。3）采用ECR-PEMOCVD（电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积）系统，将反应室抽真空，将基片加热至200～600℃，向反应室内通入氢气携带的三甲基镓、氮气。

主权项

ECR‑PEMOCVD在GaN缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）将Si基片依次用丙酮、乙醇以及去离子水超声波清洗后，用氮气吹干送入反应室；2）用热丝CVD系统，将反应室抽真空，将Si基片加热，向反应室内通入氢气和甲烷气体，在Si衬底基片上得到金刚石薄膜；3）采用ECR‑PEMOCVD系统，将反应室抽真空，将基片加热至400℃，向反应室内通入氢气携带的三甲基镓、氮气；控制气体总压强，电子回旋共振反应,得到在镀金刚石薄膜的Si基片上的GaN缓冲层薄膜；4）继续采用ECR‑PEMOCVD系统，将反应室抽真空，将基片加热至600℃，向反应室内通入氢气携带的三甲基铟、氮气，其二者流量比为4：180；控制气体总压强为1.5Pa；电子回旋共振反应3h,得到在GaN缓冲层/金刚石薄膜/Si结构基片上的InN光电薄膜；所述三甲基铟的纯度、三甲基镓的纯度和氮气的纯度均为99.99%；所述金刚石薄膜的厚度为300nm；所述步骤3）抽真空至8.0×10^‑4Pa；三甲基镓和氮气的流量分别为0.5sccm和100sccm，由质量流量计控制；控制气体总压强为1.2Pa；电子回旋共振功率为650W，反应60min；步骤4）反应室抽真空至9.0×10^‑4Pa；三甲基铟、氮气的流量由质量流量计控制；电子回旋共振功率为650W；所述步骤1）超声波清洗5分钟；步骤2）抽真空至1.0×10^‑2Pa；基片加热至800℃；氢气和甲烷气体流量分别为200sccm和4sccm，由质量流量计控制；热丝电压为10V，热丝电流为50A，反应30min。