面向液态金属靶材的镓基半导体低成本磁控溅射制备技术
传统 金属有机化学气相沉积（MO-CVD）与分子束外延（MBE）是 在价格昂贵的蓝宝石或 SiC 衬底上沉积 GaN 和 Ga2O3，设备和材 料成本高，沉积工艺繁杂。另外，上述工艺沉积温度高，对衬底 材质有一定要求，不适用于低成本 Si 衬底，也在一定程度上制 约了规模化应用。随着新能源车、智能电网和 6G 通信对高能效 器件的需求激增，开发低成本快速制备技术已成为全球半导体产 业的核心焦点。 与 MOCVD 和 MBE 相比，磁控溅射沉积技术的设备和生产 成本显著降低，另外，沉积温度较低适合在热敏感基材上制备 GaN、Ga2O3 薄膜，避免了高温对基材的损害。但是目前广泛采 用的 Ga2O3、GaN 等固体靶材普遍存在成分易偏析，制备工艺复 杂，靶材利用率低，能耗高等问题。 本项目采用具有液体存储功能、单一均相结构的高纯液态金属靶 材，靶材可多次重复使用，液体靶材的成本仅为固体靶材 1%左 右，液体靶材解决了溅射膜层偏析问题，保证膜层中元素分布均 匀性，通过控制溅射气氛和溅射条件，实现了从金属涂层、GaN 到 Ga2O3多种高质量镓基功能薄膜材料低成本快速制备，特别是 GaN 薄膜