[发明专利]一种制备高质量ZnO材料的方法

摘要

一种生长高质量氧化锌薄膜材料的方法，选用蓝宝石片作为生长氧化锌薄膜材料的衬底；将清洗过的蓝宝石衬底放在金属有机化学气相外延设备的反应室衬底底座上；将反应室抽真空至3*10^-3Pa以下，以排净反应室中的空气；充入氮气和氢气的混合气体对衬底进行高温预处理；高温预处理的温度为1000℃-1200℃，处理时间为3min-8min；将衬底降温到适合ZnO缓冲层薄膜生长的温度，使用高纯二甲基锌作为Zn源，叔丁醇t-BuOH作为O源，在MOCVD设备中生长ZnO缓冲层；ZnO薄膜生长是选用N₂作为稀释气体，同时加入适当流量的H₂；采用LP－MOCVD技术在ZnO缓冲层上生长ZnO。

主权项

一种使用MOCVD设备在蓝宝石衬底上实现高质量ZnO材料制备的方法，包含以下步骤：步骤1：选用蓝宝石片作为生长氧化锌薄膜材料的衬底；步骤2：将清洗过的蓝宝石衬底放在金属有机化学气相外延(MOCVD)设备的反应室衬底底座上；步骤3：将反应室抽真空至3*10^‑3Pa以下，以排净反应室中的空气；步骤4：充入氮气和氢气的混合气体对衬底进行高温预处理，高温预处理的温度为1000℃‑1200℃，处理3min‑8min；步骤5：将衬底降温到适合ZnO缓冲层薄膜生长的温度，使用高纯二甲基锌(DMZn)作为Zn源，叔丁醇t‑BuOH作为O源，在MOCVD设备中生长ZnO缓冲层；步骤6：ZnO缓冲层升温到合适温度，在N₂和N₂O的混合气氛中对ZnO缓冲层进行原位退火；步骤7：控制反应室温度到适合氧化锌生长的温度；步骤8：ZnO薄膜生长是选用N₂作为稀释气体，同时加入适当流量的H₂,H₂流量30sccm‑100sccm；步骤9：通入锌源二甲基锌(DMZn)及氧源N₂O，采用LP－MOCVD在ZnO缓冲层上生长ZnO；步骤10：关闭MO源，进行降温程序，关闭射频电源，关闭气路，待反应室压强升至常压，温度降至常温后从MOCVD设备中取出氧化锌样品。