一种在硅基衬底上制备非极性氧化锌薄膜的方法技术

本发明专利技术提出了一种在Si基衬底上制备高(110)取向非极性氧化锌薄膜的方法，以Si为衬底，ZnO靶材作为锌源和氧源，Ar为工作气体，O2为反应气体，采用磁控溅射法，通过控制真空度小于8×10-4Pa，生长温度为100～400℃，同时通入一定比例的Ar和O2制备薄膜。该方法包括在Si基衬底上生长(100)取向的LaNiO3(LNO)缓冲层和在(100)LNO/Si衬底上生长高(110)取向的ZnO薄膜。通过加入LNO缓冲层，可以有效实现高(110)取向非极性ZnO薄膜生长，其光致发光谱中带边发射明显增强，缺陷发光峰明显减弱。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体薄膜材料，特别涉及宽禁带半导体材料，属于功能材料制备
。
技术介绍
ZnO材料由于带隙宽(3.36eV)和激子束缚能大(60meV)，易在室温下获得较强的激子发射，可成为紫外激光的重要材料，尤其在紫外光发光二极管、激光器和探测器上有重要的研究和应用价值。 ZnO薄膜可分为极性和非极性薄膜两种。现有技术中制备非极性ZnO薄膜的衬底主要采用SrTiO3 (STO)、1^八103和Al2O3等块体单晶衬底。例如，清华大学Wu等人(Wu等人，Structural and electrical properties of(110)ZnO epitaxial thin films on(001)SrTi03substrates.Solid State Communications, 2008, 148:247-250.)米用脉冲激光沉积法(PLD)在(OOl)SrTiO3单晶衬底上制备了 150nm的高(110)取向ZnO薄膜。台湾国立交通大学 Tian 等人(Tian 等人，Growth of a-plane ZnO thin films on LaAl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在Si基衬底上生长非极性ZnO薄膜的方法，其特征在于：步骤（一）：取一Si衬底，经过清洗后，放入反应室中；步骤（二）：生长LaNiO3薄膜，经退火完成结晶作为缓冲层；步骤（三）：利用LaNiO3缓冲层在Si衬底上生长ZnO薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种在Si基衬底上生长非极性ZnO薄膜的方法，其特征在于: 步骤(一):取一 Si衬底，经过清洗后，放入反应室中； 步骤(二):生长LaNiO3薄膜，经退火完成结晶作为缓冲层； 步骤(三):利用LaNiO3缓冲层在Si衬底上生长ZnO薄膜。2.根据权利要求1所述的在Si基衬底上生长非极性ZnO薄膜的方法，其特征在于: 所述Si衬底为(100)晶面取向的单晶Si衬底；缓冲层为(100)晶面取向的LaNiOj^膜。3.根据权利要求1或2所述的在Si基衬底上生长非极性ZnO薄膜的方法，其特征在于: 所述步骤2和步骤3中制备缓冲层及ZnO薄膜时均采用射频磁控溅射法。4.根据权利要求3所述的在Si基衬底上生长非极性ZnO薄膜的方法，其特征在于: 实验开始前控制反应室真空度为8X10_4Pa以下，溅射台的转速为15rad/s ;先将衬底升温至一定温度，采用纯度为99.99%的陶瓷靶材预溅射30min，通过控制工作气体Ar和O2的流量比、溅射功率、工作压强和溅射时间，得到所要制备的缓冲层或ZnO薄膜。5.根据权利要求4所述的在Si基衬底上生长非极性ZnO薄膜的方法，其特征在于: 采用射频磁控溅射法生长LaNiOj^冲层的步骤中，衬底为(100)晶面取向的单晶Si衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵全亮，何广平，狄杰建，袁俊杰，王大伟，苏德志，李中翔，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：