[發明專利]一種在硅基襯底上制備非極性氧化鋅薄膜的方法

無效

• 申請號: 201310625564.X
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103643212A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 趙全亮;何廣平;狄杰建;袁俊杰;王大偉;蘇德志;李中翔
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 陳建春

1.一種在Si基襯底上生長非極性ZnO薄膜的方法，其特征在于：

步驟（一）：取一Si襯底，經過清洗后，放入反應室中；

步驟（二）：生長LaNiO₃薄膜，經退火完成結晶作為緩沖層；

步驟（三）：利用LaNiO₃緩沖層在Si襯底上生長ZnO薄膜。

2.根據權利要求1所述的在Si基襯底上生長非極性ZnO薄膜的方法，其特征在于：

所述Si襯底為（100）晶面取向的單晶Si襯底；緩沖層為（100）晶面取向的LaNiO₃薄膜。

3.根據權利要求1或2所述的在Si基襯底上生長非極性ZnO薄膜的方法，其特征在于：

所述步驟2和步驟3中制備緩沖層及ZnO薄膜時均采用射頻磁控濺射法。

4.根據權利要求3所述的在Si基襯底上生長非極性ZnO薄膜的方法，其特征在于：

實驗開始前控制反應室真空度為8×10^-4Pa以下，濺射臺的轉速為15rad/s；先將襯底升溫至一定溫度，采用純度為99.99%的陶瓷靶材預濺射30min，通過控制工作氣體Ar和O₂的流量比、濺射功率、工作壓強和濺射時間，得到所要制備的緩沖層或ZnO薄膜。

5.根據權利要求4所述的在Si基襯底上生長非極性ZnO薄膜的方法，其特征在于：

采用射頻磁控濺射法生長LaNiO₃緩沖層的步驟中，襯底為（100）晶面取向的單晶Si襯底；升溫至300℃，采用純度為99.99%的LaNiO₃陶瓷靶材預濺射30min，控制工作氣體Ar和O₂的流量比為1：4，濺射功率和工作壓強分別為250W和0.5Pa；濺射時間為60min，在700℃下退火30min，得到層厚度為90nm的（100）取向LaNiO₃緩沖層。

采用射頻磁控濺射法生長ZnO薄膜的步驟中，襯底為（100）取向的單晶Si，LaNiO₃作為緩沖層，升溫至100-400℃，采用純度為99.99%的ZnO陶瓷靶材預濺射30min，控制工作氣體Ar和O₂的流量比為24：1-9：1，濺射功率和工作壓強分別為100-150W和0.5Pa下濺射60-180min，得到層厚度為50-200nm的（110）取向的非極性ZnO薄膜。

6.根據權利要求5所述的在Si基襯底上生長非極性ZnO薄膜的方法，其特征在于：

所述采用射頻磁控濺射法生長ZnO薄膜的步驟中，襯底為（100）晶面取向的單晶Si，LaNiO₃作為緩沖層，升溫至300℃，采用純度為99.99%的ZnO陶瓷靶材預濺射30min，控制工作氣體Ar和O₂的流量比為24：1，濺射功率和工作壓強分別為100W和0.5Pa下濺射150min，得到層厚度為150nm的（110）取向的非極性ZnO薄膜。