[发明专利]一种在蓝宝石衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种在蓝宝石衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜的方法，该方法通过“表面+界面+缓冲层”的生长方法在蓝宝石衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜的方法，具体步骤为：对蓝宝石(0001)衬底表面进行超高真空热处理结合氧等离子体预处理；然后沉积BeO缓冲层，为外延生长ZnO提供一个理想的模板，然后通过公知的二步生长法制备得到高质量的ZnO薄膜。按本发明所制备的ZnO单晶薄膜具有非常好的结晶性能，适用于高性能光电子器件如紫外探测器等的制作。

主权项

一种在蓝宝石衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜的方法，其特征在于，该方法具体为：1)采用公知的方法对市售c面蓝宝石衬底背面进行镀钼，并进行化学去脂清洗，然后将衬底导入超高真空制膜系统；2)在不低于1×10-8mbar的真空条件下，将衬底升温至700～900℃下进行高温热处理；3)在100～500℃下对衬底表面进行的活性氧等离子体处理；4)在衬底温度为500℃～1500℃条件下进行BeO缓冲层的外延生长，并将制得的BeO缓冲层作为ZnO单晶薄膜的生长模板；5)在衬底温度为300～500℃条件下沉积ZnO缓冲层；6)在衬底温度为650～800℃、氧气氛条件下退火；7)在550～700℃进行ZnO外延层的生长，通过公知的手段将生长时氧、锌束流调整至接近理想配比的范围；8)ZnO薄膜生长结束后，在700～850℃、氧气氛下进行退火。9)在氧气氛下降至室温，取出样品。