[发明专利]一种在硅基衬底上制备非极性氧化锌薄膜的方法

权利要求书

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LaNiO₃薄膜。

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8×10^-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LaNiO₃缓冲层的步骤中，衬底为（100）晶面取向的单晶Si衬底；升温至300℃，采用纯度为99.99%的LaNiO₃陶瓷靶材预溅射30min，控制工作气体Ar和O₂的流量比为1：4，溅射功率和工作压强分别为250W和0.5Pa；溅射时间为60min，在700℃下退火30min，得到层厚度为90nm的（100）取向LaNiO₃缓冲层。

采用射频磁控溅射法生长ZnO薄膜的步骤中，衬底为（100）取向的单晶Si，LaNiO₃作为缓冲层，升温至100-400℃，采用纯度为99.99%的ZnO陶瓷靶材预溅射30min，控制工作气体Ar和O₂的流量比为24：1-9：1，溅射功率和工作压强分别为100-150W和0.5Pa下溅射60-180min，得到层厚度为50-200nm的（110）取向的非极性ZnO薄膜。

6.根据权利要求5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：

所述采用射频磁控溅射法生长ZnO薄膜的步骤中，衬底为（100）晶面取向的单晶Si，LaNiO₃作为缓冲层，升温至300℃，采用纯度为99.99%的ZnO陶瓷靶材预溅射30min，控制工作气体Ar和O₂的流量比为24：1，溅射功率和工作压强分别为100W和0.5Pa下溅射150min，得到层厚度为150nm的（110）取向的非极性ZnO薄膜。