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专利号: 2017105792602
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种制备BiGaO3薄膜材料的气体脉冲序列,所述的BiGaO3薄膜材料的空间群为Pcca,晶格常数为a=5.626Å,b=5.081Å,c=10.339Å,所述的BiGaO3薄膜材料在所选择的衬底上生长得到的择优取向为(112);所述BiGaO3薄膜材料采用前驱体时间分隔式的自限制性的表面吸附反应得到;

其特征在于:

所述气体脉冲序列由三(2  ,2 ,6  ,6-四甲基-3  ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲、三甲基镓气体脉冲、氧前驱体气体脉冲、惰性气体脉冲组成;

三(2  ,2  ,6  ,6-四甲基-3  ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲、三甲基镓气体脉冲、氧前驱体气体脉冲、惰性气体脉冲按照预定的次序依次通入真空反应腔中,化学吸附反应在真空反应腔中进行;各个气体脉冲通过管路依次通入真空反应腔中,托盘和衬底依次暴露在这些气体脉冲形成的气体氛围中;

分别以N、B、O、G来代表惰性气体脉冲、三(2  ,2  ,6  ,6-四甲基-3  ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲、氧前驱体气体脉冲以及三甲基镓气体脉冲,则所述气体脉冲时序的规律如下:

在任意一个三(2  ,2  ,6  ,6-四甲基-3 ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲或三甲基镓气体脉冲的之前或之后,都具有一个惰性气体脉冲;且在满足上述条件的情况下,在任意一个三(2  ,2  ,6  ,6-四甲基-3 ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲或三甲基镓气体脉冲的次邻近处,都还具有一个氧前驱体气体脉冲;且在满足上述条件的情况下,在一个生长周期中,各个气体脉冲的数量为4的倍数且不小于8;

且,

在一个生长周期中,三(2  ,2 ,6  ,6-四甲基-3  ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲和三甲基镓气体脉冲的数量之和等于氧前驱体脉冲的数量,三(2  ,2  ,6 ,6-四甲基-3  ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲、三甲基镓气体脉冲和氧前驱体气体脉冲的数量之和等于惰性气体脉冲的数量;

考虑到有机前驱体分子的空间位阻效应,三(2  ,2  ,6  ,6-四甲基-3  ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲和三甲基镓气体脉冲的数量按照如下原则进行分配:在一个生长周期中,衬底上沉积得到的铋、镓的化学计量比在1:1 1:1.1的范围内,过~量的铋将在退火步骤中挥发、去除;

在满足上述要求的情况下,三(2 ,2  ,6  ,6-四甲基-3  ,5-庚二酮酸)铋(III)气体脉冲和三甲基镓气体脉冲在一个生长周期中,时间上均匀分布排列;

所述氧前驱体气体为H2O、O2、O3其中任意一种。

2.如权利要求1所述的制备BiGaO3薄膜材料的气体脉冲序列,其特征在于:氧前驱体气体为H2O、O2、O3中任意两种或三种的混合气体。

3.如权利要求1所述的制备BiGaO3薄膜材料的气体脉冲序列,其特征在于:所述表面吸附反应特指朗缪尔吸附机制的不可逆的化学吸附反应。

4.如权利要求1所述的制备BiGaO3薄膜材料的气体脉冲序列,其特征在于:所述惰性气体指在整个薄膜制备过程中不会与前驱体发生化学反应的气体。

5.如权利要求1所述的制备BiGaO3薄膜材料的气体脉冲序列,其特征在于:所述气体脉冲序列由设备控制器控制相应管路中的自动阀的开、关以实现,并由程序执行特定序列的生长周期循环。