一种超薄氧化镓薄膜的快速制备方法

    公开(公告)号:CN114212816A

    公开(公告)日:2022-03-22

    申请号:CN202111514371.8

    申请日:2021-12-13

    IPC分类号: C01G15/00 H01L21/02 B82Y30/00

    摘要: 本发明涉及一种超薄氧化镓薄膜的快速制备方法,特别涉及纳米级厚度、横向尺寸可达厘米级的氧化镓薄膜的制备。解决目前超薄氧化镓薄膜所常用的脉冲激光沉积、分子束外延等制备方式,设备造价昂贵且体型庞大、操作复杂、反应条件苛刻以及传统方法制备氧化镓薄膜时无法兼具超薄的厚度及大的厘米级横向尺寸等问题。采用熔融相表面固体层剥离技术,通过衬底挤压后清洗退火方式对上述问题进行改善。该方式极大地降低了薄膜的制备的成本,使操作更加简便易行,并具有实验条件温和、生长周期短等优点,不仅突破了材料尺寸方面的瓶颈,也极大地推进了后续氧化镓超薄纳米材料的发展,为下一代光电器件发展提供了新思路。

    氧化镓晶体的温区位移布里奇曼法单晶生长装置与方法

    公开(公告)号:CN118756312A

    公开(公告)日:2024-10-11

    申请号:CN202410792054.X

    申请日:2024-06-19

    申请人: 山东大学

    发明人: 穆文祥 陶绪堂

    IPC分类号: C30B11/00 C30B29/16

    摘要: 本发明属于晶体生长及装置领域,具体涉及氧化镓晶体的温区位移布里奇曼法单晶生长装置与方法。氧化镓晶体的温区位移布里奇曼法单晶生长装置,包括炉体、加热系统、支撑系统和升降系统,所述炉体包括炉门、炉壳、炉顶和炉底,所述加热系统设置于炉体内部,所述加热系统包括主加热器、辅助加热器和隔热支撑板,所述辅助加热器设置于隔热支撑板上,所述升降系统贯穿炉顶伸入炉体内部与所述主加热器相连,所述支撑系统包括贯穿炉底伸入炉体内部且内部通有冷却水的水冷支撑座和与水冷支撑座相连的坩埚支架,所述坩埚支架上设置坩埚。通过移动温区而非坩埚,防止因坩埚位移震动导致的氧化镓晶体极易出现位错、孪晶等缺陷,从而生长高质量的氧化镓晶体。

    氧化镥薄膜的低成本、高效制备方法

    公开(公告)号:CN112062147B

    公开(公告)日:2021-11-09

    申请号:CN202010992894.2

    申请日:2020-09-21

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明提供氧化镥薄膜的低成本、高效制备方法,通过合金液滴的滚动及合金气泡的方式制备了超薄的氧化镥薄膜。无高昂的设备、苛刻的条件、及复杂的操作,是一种氧化镥纳米材料的革新性制备方式。氧化镥作为高介电常数的材料的一种,其作为高介电常数栅介质材料的候选材料已进行过研究,与传统的工艺的CMOS工艺的兼容性已得到证实。所制得的超薄的氧化镥薄膜有效的解决了SiO2等材料等效栅氧化物厚度很难减小到3nm以下的缺点。克服优化了MOS晶体管的尺寸限制,不仅突破了材料方面的瓶颈,也极大地推进了后续氧化镥纳米材料的发展。

    一种氧化镓晶体的亚表面损伤快速检测方法

    公开(公告)号:CN112665943A

    公开(公告)日:2021-04-16

    申请号:CN202011641927.5

    申请日:2020-12-31

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01N1/28 G01N1/32 G01N21/95

    摘要: 本发明涉及一种氧化镓晶体的亚表面损伤快速检测方法,该方法在氧化镓晶体待检测表面的正对面上沿着解理面方向在晶圆切割机上划出一道剥离沟槽;将刀片置于剥离沟槽处,刀片垂直于剥离沟槽施加力,缓慢分离晶片,通过解理,获得氧化镓晶片截面;将氧化镓晶片截面放入酸溶液中进行腐蚀,腐蚀后超声清洗、烘干,得到待检测氧化镓晶片截面;采用显微镜及自带的图像信息采集系统对机械剥离得到的晶片截面的近加工表面处进行观察分析。本发明的方法操作简单,容易实现经加工后氧化镓晶片的亚表面损伤检测,制样过程简单,检测方法可行。避免了传统截面显微法研磨抛光过程造成的二次损伤,检测结果准确。

    一种海胆结构氧化镓微结构及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN112516931A

    公开(公告)日:2021-03-19

    申请号:CN202011284401.6

    申请日:2020-11-17

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: B01J13/02 B01J13/06 B01J13/04

    摘要: 本发明涉及一种海胆结构氧化镓微结构及其制备方法与应用,该微结构的微观形貌为微球表面均匀分布有纳米线,这种结构类似于海胆结构。制备过程在无催化剂、无模板条件下进行,整个操作过程无高昂的设备、苛刻的条件、及复杂的操作,是一种氧化镓纳米材料的革新性制备方式。并且该制备方法对不同的衬底具有普适性,整个操作的重复性极好可用于后续的异质结构建,可通过在镓中掺杂其他金属来实现对电能带的调控。本发明的海胆结构氧化镓微结构表面的纳米线均匀分布,其超大的比表面积、定向的电子传输通道等在光催化、太阳盲点探测器、电池材料、气体探测器等领域具有十分重要的潜在的应用价值。

    导模法生长1英寸柱状氧化镓单晶的方法

    公开(公告)号:CN112210823A

    公开(公告)日:2021-01-12

    申请号:CN202010985686.X

    申请日:2020-09-18

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: C30B15/34 C30B15/24 C30B29/16

    摘要: 本发明涉及导模法生长1英寸柱状氧化镓单晶的方法,通过在铱金坩埚中放入高度为35mm、直径为25mm的柱状模具将生长界面控制在模具表面,避免了坩埚杂质及熔体对流的影响;并通过导模法柱状模具的边缘控制作用,生长获得了异于传统片状氧化镓单晶的1英寸柱状氧化镓单晶,结合坩埚直径调整及提拉速度优化,攻克了不完全放肩及放肩多晶等技术难点,获得了最佳坩埚与模具尺寸比及生长拉速范围,突破性的得到了1英寸高质量柱状单晶。可实现不同晶面的衬底加工需求,与传统硅基半导体产业完全融合,为后期器件的研发及产业化提供基础。

    一种半绝缘氧化镓晶体及其制备方法

    公开(公告)号:CN109537055A

    公开(公告)日:2019-03-29

    申请号:CN201910083296.0

    申请日:2019-01-28

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: C30B29/22 C30B15/34

    摘要: 本发明提供一种半绝缘氧化镓晶体及其制备方法。该晶体分子式为β-(Ga1-xAx)2O3,A代表Ca、Zn、Ti、或Ni元素,0.0001≤x≤0.2。晶体生长方法可以为光浮区法、提拉法、导模法等常用晶体生长方法。与现有技术相比,本发明获得氧化镓晶体具有高的电阻率,可用作半绝缘衬底,用于场效应晶体管、高迁移率晶体管等器件。