[发明专利]ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法

权利要求书

1.ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将Si基片依次用丙酮、乙醇以及去离子水超声波清洗后，用氮气吹干送入反应室；

2）用热丝CVD系统，将反应室抽真空，将Si基片加热，向反应室内通入氢气和甲烷气体，在Si衬底基片上得到金刚石薄膜；

3）采用磁控溅射设备，在金刚石薄膜/Si结构基片上沉积制备ZnO缓冲层薄膜，靶材为ZnO陶瓷靶，工作气体是氩气；

4）采用ECR-PEMOCVD系统，将反应室抽真空，将基片加热至300～700℃，向反应室内通入氢气携带的三甲基铟、氮气，其二者流量比为（4～5）：（100～180）；控制气体总压强为1.5～1.8Pa；电子回旋共振反应30min～3h, 得到在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si结构基片上的InN光电薄膜。

2.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述三甲基铟的纯度、ZnO陶瓷靶的纯度、氩气的纯度和氮气的纯度均为99.99%。

3.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述金刚石薄膜的厚度为300nm。

4.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤1）超声波清洗5分钟；步骤2）抽真空至1.0×10^-2 Pa；基片加热至800℃；氢气和甲烷气体流量分别为200sccm和4sccm，由质量流量计控制；热丝电压为10V，热丝电流为50A，反应30min。

5.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤3）采用JGP450型超高真空多功能磁控溅射设备；自支撑金刚石衬底与靶材的距离为6.0cm，工作气压为1.0Pa，溅射功率为100W，衬底温度为200℃，反应溅射时间为1h，得到在镀金刚石薄膜的Si基片上的ZnO缓冲层薄膜；步骤4）反应室抽真空至8.0×10^-4 Pa；三甲基铟、氮气的流量由质量流量计控制；电子回旋共振功率为650W。

6.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤4）基片加热至600℃；三甲基铟与氮气的流量比为5：150；控制气体总压强为1.5Pa；电子回旋共振反应3h。

7.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤4）基片加热至300℃；三甲基铟与氮气的流量比为4：100；控制气体总压强为1.5Pa；电子回旋共振反应30min。

8.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤4）基片加热至400℃；三甲基铟与氮气的流量比为4：180；控制气体总压强为1.8Pa；电子回旋共振反应120min。

9.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤4）基片加热至500℃；三甲基铟与氮气的流量比为5：100；控制气体总压强为1.6Pa；电子回旋共振反应90min。

10.根据权利要求1所述ECR-PEMOCVD在ZnO缓冲层/金刚石薄膜/Si多层膜结构基片上低温沉积InN薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤4）基片加热至600℃；三甲基铟与氮气的流量比为5：120；控制气体总压强为1.7Pa；电子回旋共振反应110min。