[發明專利]一種ZnO基自支撐薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 201710933791.7
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107887452A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 葉建東;張彥芳;任芳芳;朱順明;唐東明;楊燚;顧書林
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0264;H01L31/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 陳建和

1.一種ZnO基自支撐薄膜的制備方法，其特征是ZnO基薄膜是在藍寶石襯底上使用MOCVD方法生長的外延層薄膜，采用先低溫緩沖層然后現高溫外延生長相結合的兩步生長法，解決藍寶石襯底與ZnO材料之間的失配；低溫緩沖層厚度約為200-400nm，高溫外延層厚度約為2-5μm；然后采用激光剝離的方法將制備的ZnO基外延層與藍寶石襯底的分離：激光剝離外延層時，調節激光光束聚焦于樣品，從藍寶石一側照射樣品，藍寶石對該入射激光透明，而ZnO對該激光有強烈吸收。

2.根據權利要求1所述的ZnO基自支撐薄膜的制備方法，其特征是使用特定波長的激光（如248nm的KrF準分子激光），使ZnO基外延層和異質藍寶石襯底分離，入射激光能量密度，對于上述藍寶石襯底上的ZnO外延層，激光能量密度需大于650mJ/cm²，通過激光掃描方式獲得大面積自支撐薄膜。

3.根據權利要求1所述的ZnO基自支撐薄膜的制備方法，其特征是通過金屬熔融鍵合技術將自支撐外延層薄膜轉移至新襯底，轉移至的新襯底材料是Cu、Si襯底或者其它高熱導率和高電導率的支撐材料或PET等柔性襯底。

4.根據權利要求3所述的ZnO基自支撐薄膜的制備方法，其特征是自支撐外延層薄膜轉移至新襯底步驟為：

（1）將生長在藍寶石襯底上的ZnO基外延層面向新襯底貼緊固定，平整的新襯底對即將分離的ZnO基薄膜起支撐作用；

（2）調節激光光束聚焦于樣品，使用特定波長并且功率足夠的激光自藍寶石一面入射至樣品，可通過激光掃描方式獲得大面積自支撐薄膜；

（3）ZnO基外延層和藍寶石異質襯底分離，獲得ZnO基自支撐薄膜；

（4）使用金屬熔融鍵合技術將自支撐薄膜轉移到Cu、Si襯底或者其他高熱導率和高電導率的支撐材料或PET等柔性襯底。

5.根據權利要求3所述的ZnO基自支撐薄膜的制備方法，其特征是應用于剝離藍寶石襯底上的ZnO外延層或剝離藍寶石襯底上包括ZnMgO/ZnO的ZnO基異質結。