[發明專利]一種n－ZnO/p－自支撐金剛石薄膜異質結的制備方法

無效

• 申請號: 200810040045.6
• 申請日: 2008-07-01
• 公開（公告）號: CN101303973A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 王林軍;黃健;唐可;賴建明;管玉蘭;夏義本
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 顧勇華

1.一種n-ZnO/p-自支撐金剛石薄膜異質結的制備方法，其特征在于該工藝具有以下的過程和步驟：

1)硅襯底預處理：對(100)鏡面拋光硅片，采用HF酸超聲清洗5～15分鐘，以去除表面的氧化硅層，用100nm粒徑的金剛石粉末對硅片機械研磨10～15分鐘，再在混有100nm金剛石粉末的丙酮溶液中超聲清洗10～20分鐘，然后將硅片用去離子水和丙酮分別超聲清洗，直至硅片表面潔凈，烘干后放入微波等離子體化學氣相沉積裝置的反應室內作為沉積襯底；

2)金剛石薄膜成核過程：先用真空泵對反應室抽真空至5～7Pa，然后用分子泵對反應室抽真空至10^-2Pa以下，通入甲烷與氫氣的混合反應氣體，調節甲烷和氫氣的流量分別為40～60標準毫升/分和120～160標準毫升/分；反應室的氣壓設定為0.5～1kPa，襯底偏壓設定為50～150V，襯底溫度控制在620～680℃，微波功率設定為1200～1600W，薄膜成核時間0.5～1小時；

3)金剛石薄膜生長過程：成核完成后，調節甲烷和氫氣的流量分別為40～60標準毫升/分和150～200標準毫升/分；反應室的氣壓設定為4～5kPa，襯底溫度控制在700～750℃，微波功率設定為1600～2000W，薄膜生長時間60～100小時；

4)自支撐金剛石薄膜制備過程：將生長好的金剛石薄膜放入HNO₃與HF摩爾比為1∶3的混合溶液中浸泡6～8小時，硅襯底被完全腐蝕掉后即可獲得成核面非常光滑的自支撐金剛石薄膜；

5)自支撐金剛石薄膜p型化處理過程：將自支撐金剛石薄膜放入微波等離子體化學氣相沉積裝置的反應室內，薄膜光滑的成核面朝上，用真空泵對反應室抽真空至5～7Pa，然后用分子泵對反應室抽真空至10^-2Pa以下，通入氫氣，調節氫氣的流量為120～160標準毫升/分；反應室的氣壓設定為2～3kPa，微波功率設定為1200～1600W，處理時間1～3小時；

6)異質結的制備過程：將p型自支撐金剛石薄膜放入磁控濺射儀的樣品臺上，濺射靶材為高純ZnO陶瓷靶；先用真空泵對濺射室抽真空至5Pa以下，然后用分子泵對反應室抽真空至10^-2Pa以下，通入氬氣，調節流量為30～60標準毫升/分，調節反應氣壓為0.2～0.5Pa，濺射功率100～500W，濺射時間0.5～2小時。