一种极性可控氧化锌薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于极性可控材料技术领域，本发明专利技术提供了一种极性可控氧化锌薄膜及其制备方法，本发明专利技术的制备方法包含如下步骤：将蓝宝石衬底置于真空腔室中，在真空条件下，采用阴极弧放电去除锌靶材表面的污染物；在氧气气氛下，通过调节正负偏压在蓝宝石衬底上沉积锌极性氧化锌薄膜和氧极性氧化锌薄膜，得到极性可控氧化锌薄膜。本发明专利技术的制备方法在不插入缓冲层，不对衬底进行预处理，没有任何晶体模板的情况下，通过调节衬底的正负偏压，一步法直接实现无掺杂氧化锌薄膜的极性选择性沉积，沉积得到的极性可控氧化锌薄膜结晶质量良好，颗粒大小均匀致密。均匀致密。均匀致密。

【技术实现步骤摘要】
一种极性可控氧化锌薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及极性可控材料
,尤其涉及一种极性可控氧化锌薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]ZnO热力学稳定相是纤锌矿结构，纤锌矿结构沿c轴不对称，沿此方向生长的ZnO薄膜具有极性。沿生长方向来看，如果Zn原子与O原子之间的化学键方向是从Zn原子到O原子，则为Zn极性面(0001)，否则，从O原子到Zn原子，则为O极性面(000
‑
1)。据报道，两种极性表面的ZnO薄膜具有不同的结构和性质，包括杂质掺入、表面化学稳定性、表面电子结构和界面性质。例如，O极性膜的高表面孔隙率和吸收杂质的能力使得它们在催化剂中有广泛应用；(000
‑
1)ZnMgO/ZnO异质结构比(0001)ZnMgO/ZnO异质结构更适用于高电子迁移率晶体管器件。因此，在设计使用ZnO的器件时，开发一种能够选择性生长ZnO薄膜的晶体生长技术十分重要。
[0003]然而，在(0001)蓝宝石衬底上生长Zn极性ZnO薄膜相对容易，而生长O极性ZnO薄膜则比较困难。目前报道的关于控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极性可控氧化锌薄膜的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：1)将蓝宝石衬底置于真空腔室中，在真空条件下，采用阴极弧放电去除锌靶材表面的污染物；2)在氧气气氛下，通过调节正负偏压在蓝宝石衬底上沉积锌极性氧化锌薄膜和氧极性氧化锌薄膜，得到极性可控氧化锌薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述锌靶材的直径为8～12cm，厚度为1～4cm，纯度≥99.99％；所述真空条件的真空度为1
×
10
‑3～3
×
10
‑3Pa。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述蓝宝石衬底置于真空腔室之前顺次进行清洗、干燥处理；所述清洗的方式为超声清洗，所述清洗的时间为10～30min；所述干燥处理采用氮气吹干。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述阴极弧放电的过程中，本底气压为1
×
10
‑3～3
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‑3Pa，弧流为30～40A，弧压为10～20V；所述阴极弧放电的时间为2～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：英敏菊，李倩，张梦迪，廖斌，张旭，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：