[发明专利]一种Mg掺杂AlN基稀磁半导体薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种Mg掺杂AlN基稀磁半导体薄膜的制备方法。它采用高纯Al靶和Mg靶交替溅射，系统本底真空度为10-4-10-5Pa，基片为p型Si（100），溅射AlN时工作气体为高纯氩气与氮气混合气体，流量比3:2，工作气压为0.5-5Pa，射频功率为50-200W，衬底温度为300℃，每次溅射10-20min。溅射镁时工作气体为高纯氩气，流量为10-20sccm，工作气压为0.5-5Pa，溅射功率为50-100W，衬底温度为300℃，每次溅射时间2-10s，交替溅射4次氮化铝、3次镁。通过改变Al靶及Mg靶溅射时间比例可得到不同掺杂浓度的AlN基稀磁半导体薄膜。本方法制备工艺简单，薄膜沉积速率高，重复性好。所制备的稀磁半导体薄膜具有较强的铁磁性，且居里温度高于室温。

主权项

一种Mg掺杂AlN基稀磁半导体薄膜材料的制备方法：采用射频磁控溅射系统，其特征在于，靶材是纯度为99.999%的Al靶（直径为60mm）和纯度为99.995%的Mg靶（直径为60mm），双靶交替溅射；系统的本底真空度为10‑4‑10‑5 Pa，溅射AlN时工作气体为高纯氩气与氮气混合气体，流量比3:2，工作气压为0.5‑5 Pa，射频功率为50‑200 W，衬底温度为300℃，每次溅射10‑20 min；溅射镁时工作气体为高纯氩气，流量为10‑20 sccm，工作气压为0.5‑5 Pa，溅射功率为50‑100 W，衬底温度为300℃，每次溅射时间2‑10 s；正式溅射前，用100 W入射功率轰击Al靶及Mg靶15 min，去除靶材表面杂质及氧化层；预溅射结束后，开始按上述顺序交替溅射4次氮化铝、3次镁。