一种指导等离子体辅助制备半导体材料的光谱探测方法

摘要

本发明属于半导体材料技术领域，涉及利用光谱探测技术确定等离子体组分指导等离子辅助制备掺杂半导体材料的方法。利用光谱仪测量气体源的射频等离子体光发射谱，分析等离子体的化学组分。通过调节气体源流量改变生长室压力，调节射频功率等促进对实验有利的组分增加，减少其他组分的不利影响，选择最佳实验条件制备N掺杂的p型ZnO。本发明通过光谱仪测量等离子体的光发射谱，可实时了解并控制调节等离子体的化学组分，对提高等离子体辅助生长半导体材料尤其掺杂生长的质量及可控性具有重要作用。同时可提高材料的可重复性，向ZnO基发光器件的实现迈进了重要一步。

主权项

1、一种指导等离子体辅助制备半导体材料的光谱探测方法，其特征是采用如下具体步骤：a)生长时将清洗好的蓝宝石衬底用铟固定在钼托上，放在样品架上，利用机械泵、分子泵和离子泵将生长室背底真空抽到10-7mbar以下，使衬底温度升到800℃，去气30分钟；b)将纯度为99.9999％的金属Zn、99.999％氧气和99.9999％的氮气或99.99％一氧化氮作为源材料，Zn源温度为245℃，Zn源束流为5×10-5mbar，将气体源通过流量计及漏阀控制进入射频等离子源产生器，增加等离子体源功率，气体起辉并达到高亮模式；c)将等离子体所发射的光通过光纤引出，使用光谱仪测量光发射谱，分析其组分；通过调节气体流量、生长室真空度及等离子体源功率改变气体的离化率，使之达到实验所需条件；d)打开离子捕获阱，打开等离子体源及Zn源快门，进行生长；生长过程中实时监测等离子组分，保持实验条件的稳定性。