一种氧化镓深紫外透明电极的制备及其功函数调控的方法

文档序号:30306475发布日期:2022-06-05 06:16阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将高纯sio2和ga2o3粉末或sio2、ga2o3和in2o3粉末充分研磨后倒入等静压成型模具,压制成片状靶材;(2)将步骤(1)压制好的靶材置于高温马弗炉内,在空气中通过固相烧结制备硅掺杂氧化镓或硅掺杂铟镓氧化物的多晶靶材;(3)氧分压为0.1~10pa,利用脉冲激光沉积在氧化铝衬底上生长(si
x
ga
1-x
)2o3或(si
x
in
y
ga
1-x-y
)2o3薄膜,其中0.0001≤x≤0.05,0.01≤y≤0.2。2.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的sio2和ga2o3粉末中sio2和ga2o3质量比为0.0022~0.0226g:6.9990~6.9894g,sio2、ga2o3和in2o3粉末中sio2、ga2o3、in2o3质量比为0.0108~0.0103g:6.0065~5.1049g:0.9885~1.8903g。3.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的压制压力为5~15mpa。4.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的固相烧结温度为1250~1450℃,烧结时间为12~36h,升温速率为5~20℃/min,降温速率为3~5℃/min。5.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的硅掺杂氧化镓多晶靶材的si摩尔百分含量为0.01%~5%,硅掺杂铟镓氧化物的多晶靶材的si摩尔百分含量为0.01%~5%,in摩尔百分含量为1%~30%。6.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的硅掺杂氧化镓多晶靶材的si摩尔百分含量为0.1%~1%,硅掺杂铟镓氧化物多晶靶材的si摩尔百分含量为0.5%,in摩尔百分含量为10%~20%。7.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)薄膜生长温度为500~700℃,薄膜厚度为0.1~1μm。8.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中的氧化铝衬底为单面抛光或者双面抛光的氧化铝单晶衬底,尺寸为5~10mm
×
5~10mm
×
0.4~0.6mm。9.根据权利要求1所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中的脉冲激光沉积法包括如下步骤:a、将硅掺杂氧化镓或硅掺杂铟镓氧化物多晶靶材固定在靶托上,氧化铝衬底固定在基片加热台上,依次传送至脉冲激光沉积系统的真空腔内,用机械泵将真空腔内的气压抽至20pa以下,再开启分子泵将腔体真空度抽至10-5
pa;b、开启加热系统,升温速率为10~25℃/min,将基片加热台加热到500~700℃并维持温度恒定;c、关闭插板阀,开启流量控制器往真空腔内通入氧气,并利用旁抽阀微调腔内气压,使腔内背景氧分压维持在0.5~5pa,设置激光能量为180~400mj,设置脉冲数为5000~40000,脉冲频率为2~20hz;d、用挡板挡住基片加热台,开启激光器,先预溅射靶材3-10min以清除表面污染物,预溅射结束后旋开挡板,在所述氧化铝衬底上开始进行外延生长;
e、沉积结束后,保持背景氧分压维持在0.5~5pa,以10~25℃/min的速率降温;f、腔体温度降至180-200℃时,关闭流量控制器,依次打开旁抽阀、插板阀,使腔内恢复背底真空10-5
pa,将基片加热台取出,即制得(si
x
ga
1-x
)2o3或(si
x
in
y
ga
1-x-y
)2o3薄膜。10.根据权利要求1~12任一项所述的一种氧化镓深紫外透明电极的制备方法制得的深紫外透明的硅掺杂氧化镓和硅掺杂铟镓氧化物薄膜。11.一种氧化镓深紫外透明电极的功函数调控方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将sio2和ga2o3粉末或sio2、ga2o3和in2o3粉末充分研磨后倒入等静压成型模具,压制成片状靶材;(2)将步骤(1)压制好的靶材置于高温马弗炉内,在空气中通过固相烧结制备硅掺杂氧化镓或硅掺杂铟镓氧化物的多晶靶材;(3)利用脉冲激光沉积法在氧化铝衬底上生长(si
x
ga
1-x
)2o3或(si
x
in
y
ga
1-x-y
)2o3薄膜,氧分压为0.1~10pa,其中0.0001≤x≤0.05,0.01≤y≤0.2,改变x和/或y的大小以调控功函数的大小,其中,x增大的时候,功函数增大;y增大的时候,功函数也增大。

技术总结
本发明提供一种氧化镓深紫外透明电极的制备及其功函数调控的方法,包括如下步骤:(1)将高纯SiO2和Ga2O3粉末或SiO2、Ga2O3和In2O3粉末充分研磨后倒入等静压成型模具,压制成片状靶材;(2)压制好的靶材置于高温马弗炉内,通过固相烧结制备硅掺杂氧化镓或硅掺杂铟镓氧化物的多晶靶材;(3)在氧气条件下,利用脉冲激光沉积法在氧化铝衬底上生长(Si


技术研发人员:张洪良 杨珍妮 张佳业 徐翔宇
受保护的技术使用者:厦门大学
技术研发日:2022.02.21
技术公布日:2022/6/4
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