一种带隙可调的BN(Al)薄膜材料及其制备方法
摘要文本
本发明公开了一种带隙可调的BN(Al)薄膜材料的制备方法，本发明通过Al掺杂的方法实现对六方BN带隙更自由的调控，增加其紫外光的吸收范围，其制备方法通过选择富硼的氮化硼靶材，在溅射过程中对衬底施加高偏压诱导出大量的N空位缺陷，同时通过共溅射使Al原子进入薄膜中N空位缺陷处，实现带隙可在较宽范围内调控的新型BN(Al)薄膜半导体材料。本发明中BN(Al)薄膜半导体材料采用射频共溅射法获得，工艺简单且效率高，可用于波长可调的发光器件，近紫外光吸收材料或光探测器件。
申请人信息
- 申请人:吉林大学
- 申请人地址:130025 吉林省长春市南关区人民大街5988号吉林大学南岭校区
- 发明人: 吉林大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种带隙可调的BN(Al)薄膜材料及其制备方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN201710413970.8 |
| 申请日 | 2017年6月5日 |
| 公告号 | CN107164727B |
| 公开日 | 2024年3月15日 |
| IPC主分类号 | C23C14/06 |
| 权利人 | 吉林大学 |
| 发明人 | 张侃; 徐永宽; 于陕升; 文懋; 谷鑫磊 |
| 地址 | 吉林省长春市长春高新技术产业开发区前进大街2699号 |
专利主权项内容
百度搜索马 克 数 据 网 。1.一种带隙可调的BN(Al)薄膜材料的制备方法，其特征在于 : 带隙可调的BN(Al)薄膜材料各成分的原子数百分含量比如下：N含量的范围为47.7-48.8at.％，B含量范围为49.1-50.0at.％，掺杂Al的含量范围为1.2at.％，所述的Al掺杂BN薄膜完全由六方结构构成，不含有其他的相结构；具体操作步骤如下：一、采用射频共溅射法：以高纯BN和Al作为靶源，其中BN靶材的硼氮比为5 : 1-1.2 : 1，Ar作为放电气体，在单晶硅衬底上沉积BN(Al)薄膜，其中BN靶材的功率为200-300W，Al靶材的功率为30-60W，溅射总压强为0.6-1.2Pa，沉积温度为400℃-800℃，靶基距为60-100mm，真空度为2×10Pa，薄膜制备过程中引入氩离子对样品表面进行轰击，在通入氩离子对薄膜生长表面进行轰击的同时，同时在样品托盘上施加的电压为-100至-400V，诱导薄膜出现N空位缺陷；-4二.采用单晶Si作为薄膜生长的衬底：在衬底装入溅射腔体之前，将其进行预处理，分别使用丙酮、无水乙醇和去离子水一次超声清洗15min，并用氮气吹干；三、抽真空：将上述清洗得到的衬底安装在样品台上，并分别将BN靶材和Al靶材装上靶台，先后开启机械泵和分子泵抽真空，真空度需达到2×10Pa以下；-4四、衬底预热与预溅射：达到上述真空度后，对衬底进行加温，当达到预设温度时，持续保持该温度不低于0.5h，溅射开始前，为出去靶材上吸附的杂质原子，通入纯氩气，对靶材进行预溅射，时间为10min；五、开始进行溅射实验：选择硼氮比范围为5 : 1-1.2 : 1的BN靶材，设置BN靶材的功率为200-300W，Al靶材的功率为30-60W，溅射总压强为0.6-1.2Pa，沉积温度为400℃-800℃，靶基距为60-100mm，真空度为2×10Pa，同时在样品托盘上施加的电压为-100至-400V，薄膜的沉积时间达到180min后，停止溅射，样品在真空中自然冷却至室温后取出真空室。-4