一种Fe掺杂生长GaFeN稀释磁性半导体的方法及其用途

摘要

Fe掺杂生长GaFeN稀释磁性半导体薄膜材料合成方法是：采用MOCVD生长方法，(1)在蓝宝石衬底上高温氮化处理衬底材料，在MOCVD生长系统中通入H2、N2或H2和N2气体对蓝宝石衬底进行1000-1100℃温度下衬底表面处理，(2)生长低温GaN缓冲层，(3)生长高温GaN缓冲层，低温和高温GaN缓冲层的厚度均为0.5um-2um；(4)在GaN高温缓冲层上通过Fe掺杂控制合成生长GaFeN稀释磁性半导体薄膜材料，在900-1150℃温度下通入流量范围分别为0.1-5slm、1-10sccm和15-200sccm的氨气、三甲基镓和二茂铁(CP2Fe)，生长GaFeN稀释磁性半导体薄膜材料；生长腔压力保持5-500Torr。

主权项

Fe掺杂生长GaFeN稀释磁性半导体薄膜材料合成方法：其特征是采用MOCVD生长方法，（1）在蓝宝石衬底上高温氮化处理衬底材料：在MOCVD生长系统中通入H2和N2气体对蓝宝石衬底进行1000‑1100℃温度情况下的衬底表面处理，时间为5‑60分钟；（2）生长低温GaN缓冲层，在保持H2和N2气体载气不变的情况下，再在400‑600℃温度下通入流量分别控制在的0.1‑5slm和1‑10sccm的氨气和三甲基镓生长低温GaN缓冲层；（3）生长高温GaN缓冲层，在900‑1150℃温度下通入同样流量范围的氨气和三甲基镓生长厚度在0.5μm‑2μm的高温GaN缓冲层；低温和高温GaN缓冲层的厚度均为0.5μm‑2μm；（4）在GaN高温缓冲层上通过Fe掺杂控制合成生长GaFeN稀释磁性半导体薄膜材料，在900‑1150℃温度下通入流量范围分别为0.1‑5slm、1‑10sccm和15‑200sccm的氨气、三甲基镓和二茂铁，根据所需材料厚度控制时间生长GaFeN稀释磁性半导体薄膜材料；生长过程中控制反应源冷井温度分别为：三甲基镓 0±3℃；二茂铁 40±5℃；生长腔压力保持5‑500Torr。