Si衬底上生长ZnO外延薄膜的方法

摘要

本发明公开的Si衬底上生长ZnO外延薄膜的方法，首先采用反应分子束外延方法在Si衬底上生长Lu2O3或Sc2O3或Gd2O3单晶薄膜缓冲层；然后在带有单晶薄膜缓冲层的Si衬底上采用周期生长ZnO薄膜，先在200～280℃下，沉积一层5～20nm厚的ZnO缓冲层，然后升温至500～700℃，沉积一层厚度小于500nm的ZnO薄膜，将其以小于等于5℃/min的速率降温至200～280℃，再次沉积一层5～20nm厚的ZnO缓冲层，升温至500～700℃，再次沉积一层厚度小于500nm的ZnO薄膜，重复上述生长步骤，生长多个周期，得到几个微米厚且无微裂纹的ZnO外延薄膜，本发明方法简单，易于实现。

主权项

Si衬底上生长ZnO外延薄膜的方法，其特征是包括以下步骤：1)采用反应分子束外延方法在Si衬底上生长X2O3单晶薄膜缓冲层，X2O3是Lu2O3或Sc2O3或Gd2O3，X2O3单晶薄膜缓冲层厚度为30～100nm，生长条件：以X源为反应源，衬底温度650～750℃，调节生长室氧压为1×10-6Torr～3×10-6Torr；2)将带有X2O3单晶薄膜缓冲层的Si衬底放入生长室中，首先将衬底加热至200～280℃，沉积一层5～20nm厚的ZnO缓冲层，然后升温至500～700℃，沉积一层厚度小于500nm的ZnO薄膜，将其以小于等于5℃/min的速率降温至200～280℃，再次沉积一层5～20nm厚的ZnO缓冲层，升温至500～700℃，再次沉积一层厚度小于500nm的ZnO薄膜；重复上述生长步骤，生长多个周期，生长结束后将薄膜以小于等于5℃/min的速率降温冷却至室温，即可。