利用可协变衬底制备生长氧化锌薄膜材料的方法

摘要

一种制备氧化锌薄膜材料的方法，特别是指一种利用SOI可协变衬底，采用磁控溅射设备制备生长氧化锌薄膜材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：选用顶部具有超薄硅单晶层的SOI材料作为硅基可协变衬底；步骤2：将溅射靶材装入磁控溅射设备主生长室；步骤3：进行溅射靶材的表面预溅射处理；步骤4：将清洗过的SOI可协变衬底装入磁控溅射设备的主生长室；步骤5：进行SOI可协变衬底的加热烘烤除气处理；步骤6：氧化锌薄膜材料的磁控溅射方法制备生长；步骤7：氧化锌薄膜材料的原位退火处理；步骤8：将降到室温的氧化锌样品取出，完成氧化锌薄膜材料的制备。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别指一种利用具有超薄顶部硅单晶层的大尺寸SOI可协变衬底制备生长氧化锌薄膜材料的方法。

背景技术

氧化锌(ZnO)是制备室温工作的短波长光电器件及自旋电子器件的优选材料，此外，ZnO来源丰富，原材料价格低廉，制备方法又相对比较简单，具有非常好商用价值。尽管ZnO在半导体领域的研究与应用开发近年来受到国内外的空前重视，可是一些关键的基础问题仍没有得到根本解决，比如高质量ZnO薄膜的单晶外延生长问题和P型掺杂问题。而就ZnO薄膜的单晶外延问题而言，除了受到材料制备手段的功能局限，无合适的衬底也是主要的障碍。

采用同质外延是获得高质量ZnO薄膜的最佳选择，虽然大尺寸ZnO体单晶不象GaN体单晶那样难于获得，可是价格非常昂贵，直接影响到商业应用，因此，ZnO薄膜的制备研究目前仍主要采用异质衬底为主。其中，硅(Si)是ZnO异质外延生长最常用的大尺寸廉价衬底之一。但由于Si与ZnO间存在大的晶格失配，所制备得到的薄膜膜层内往往积聚较大的应力，结晶质量和表面形貌都也一直难以获得更大程度的提高，这极大限制和影响了Si基ZnO薄膜材料的研究与应用。解决Si上制备生长ZnO的大失配外延问题比较常用的方法是采用缓冲层技术，可是效果并不理想。可协变(柔性)衬底能够协调失配应变，并减少乃至消除膜层内积聚的应力，从而获得高质量的外延层。这类衬底制备技术已经在解决一些典型的大失配外延问题中发挥重要作用。比如，利用微电子器件工艺中比较成熟的SOI(Silicon-on-Insulation：在绝缘体上生长薄单晶硅膜)技术制备得到具有顶部超薄Si单晶层/中间厚绝缘SiO₂层/底部Si(100)单晶衬底的三层结构的大尺寸Si基可协变衬底，最大可达12英寸，可以协调或部分协调Si衬底上制备生长的GaN、GaAs、GeSi及SiC等外延层的失配应变，既降低了膜层内积聚的残余应力，还提高了薄膜的生长质量。这是因为SOI材料的顶部超薄硅单晶层具有常规可协变(柔性)层的两个基本特征：(1)顶部超薄硅单晶层通过中间的厚非晶或多晶绝缘SiO₂埋层实现与起支撑作用的Si(100)衬底之间的解耦合。因为在生长或退火温度下非晶或多晶的SiO₂中间埋层的黏度较低，外延层就能通过Si/SiO₂界面的塑性形变来松弛失配应变，从而起到协调失配应变的作用；(2)顶部超薄硅单晶层比较薄，只有几十纳米，且表面也比较光滑平整。

ZnO是近年来发展起来的新型宽带隙氧化物化合物半导体材料，因无合适衬底至今还难以实现高质量的异质外延生长。利用发展比较成熟的大尺寸Si基SOI可协变衬底进行ZnO薄膜生长研究，既能够实现ZnO材料在Si衬底上的大面积生长，还可克服SOI衬底在制备非氧化物化合物半导体材料带来的氧化物污染问题。目前这方面研究工作国内外仍还没有，对于SOI衬底是否能够协调其上所制备生长的ZnO薄膜材料的失配应变，并降低乃至消除外延层中的残余应力和获得高质量的外延生长也都还不清楚。目前用于ZnO薄膜生长的工艺手段也比较多，比如分子束外延(MBE)、金属有机气相沉积(MOCVD)、脉冲激光沉积(PLD)及磁控溅射方法等，其中，磁控溅射方法所需要的设备和原材料成本低廉，制备生长工艺也相对比较简单且可实现大尺寸生长，具有一定的应用推广价值。所以，如能利用磁控溅射方法实现具有优越光、电性能的ZnO材料与成熟的硅基微电子器件SOI工艺完美结合，将为研制开发新型Si基ZnO光、电器件奠定良好的基础。

发明内容

本发明提供一种制备氧化锌薄膜材料的方法，特别是指一种利用具有顶部超薄硅单晶层的大尺寸SOI可协变衬底，采用磁控溅射设备制备生长氧化锌薄膜材料的方法。

目的在于：1.探索适合氧化锌薄膜材料制备生长的新型异质衬底材料，实现其在硅衬底上的高质量生长2.发展降低磁控溅射设备制备生长的氧化锌薄膜材料的膜层内积聚的残余应力和提高薄膜生长质量的新制备方法；3.实现具有优越光电性能的氧化锌材料与成熟的Si基微电子器件工艺完美结合，为研制开发新型的光电子器件奠定基础。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

提供一种制备氧化锌薄膜材料的方法，利用具有超薄顶部硅单晶层的大尺寸SOI可协变衬底，采用磁控溅射设备制备生长氧化锌薄膜。通过生长前SOI可协变衬底与溅射靶的预处理，生长时溅射功率、工作气体与反应气体配比、工作气压及生长温度的调控，以及生长后的退火处理，实现氧化锌薄膜材料在硅衬底上的高度C轴择优取向生长，并且膜层内残余应力减小，结晶质量和表面形貌得到改善。进而使得具有优越光、电性能的氧化锌薄膜材料与成熟的硅基微电子器件SOI工艺完美结合，为研制开发新型光、电功能器件奠定基础。

所述的利用SOI可协变衬底，采用磁控溅射设备制备氧化锌薄膜材料的方法，其中，包括如下步骤：

步骤1：选用顶部具有超薄硅单晶层的SOI材料作为硅基可协变衬底；

步骤2：将溅射靶材装入磁控溅射设备主生长室；

步骤3：进行溅射靶材的表面预溅射处理；

步骤4：将清洗过的SOI可协变衬底装入磁控溅射设备的主生长室；

步骤5：进行SOI可协变衬底的加热烘烤除气处理；

步骤6：氧化锌薄膜材料的磁控溅射方法制备生长；

步骤7：氧化锌薄膜材料的原位退火处理；

步骤8：将降到室温的氧化锌样品取出。

所述的制备氧化锌薄膜材料方法，其中步骤1中所述的SOI材料是采用高能氧离子注入方法制备的顶部具有10~50nm厚超薄Si单晶层、中间具有200~600nm厚氧化硅绝缘层和底部具有(100)取向硅单晶衬底的三层结构大尺寸SOI材料。

所述的制备氧化锌薄膜材料方法，其中步骤3中的溅射靶材是纯度大于99.99％的金属锌和氧化锌材料。

所述的制备氧化锌薄膜材料方法，其中的金属锌靶材是采用直流反应溅射方法进行氧化锌薄膜材料制备。

所述的制备氧化锌薄膜材料方法，其中的氧化锌靶材是采用交流射频溅射方法进行氧化锌薄膜材料制备。

所述的制备氧化锌薄膜材料方法，其中，金属锌靶与衬底间的距离为5-7cm，直流电源的反应溅射功率为40-60W，工作气体氩气与反应气体氧气的流量配比为1∶4-1∶3，总工作气压为0.5-1.0Pa，衬底温度为350-550℃，预生长和生长时间分别为1-3和180-210分钟，并在700-750℃下原位退火20-30分钟。

所述的制备氧化锌薄膜材料方法，其中，氧化锌靶与衬底的距离为6-8cm，交流射频电源的溅射功率为80-100W，工作气体氩气与辅助反应气体氧气的流量配比为4∶1-9∶1，总工作气压为0.5-1.0Pa，衬底温度为450-650℃，预生长和生长时间分别为1-3和180-210分钟，并在700-750℃下原位退火20-30分钟。本发明与现有技术相比具有如下的有益效果：

相比普通硅(Si)衬底，SOI(Si/SiO₂/Si)可协变衬底能够协调氧化锌(ZnO)薄膜材料的失配应变，膜层内残余应力减小，而且外延层的结晶质量和表面形貌改善；

相比无支撑衬底、直接或扭曲键合衬底、硼硅玻璃或氧化物键合衬底及氢致解偶合衬底等通过键合技术或高能离子注入与减薄技术方式实现可协变层与支撑衬底之间弱键合或解偶合的可协变衬底，SOI衬底的制备技术相对比较成熟，而且能够实现大失配的ZnO材料的大尺寸优质生长；

相比分子束外(MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)及脉冲激光沉积(PLD)等方法，磁控溅射方法所需要的原材料和设备成本低廉，制备工艺也相对比较简单，便于实现和推广；

利用SOI可协变衬底制备生长ZnO薄膜，能实现具有优越光电性能的宽带隙氧化锌半导体材料与成熟的Si基微电子器件工艺完美结合，为研制开发新型的光电子器件奠定基础。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1、采用高能氧离子注入(SIMOX)方法制备得到的SOI衬底的卢瑟福背散射(RBS)测试结果：a实验曲线；b利用Simnra(Version4.0)程序模拟计算得到的曲线。模拟计算得到的曲线b与实验曲线a吻合得非常很好，模拟计算得到的顶部薄Si膜厚约为30nm，起解偶合作用的氧化硅层厚约502nm，Si∶O＝1∶2；

图2、普通Si(111)衬底a、Si(100)衬底b及SOI可协变衬底c上，采用相同的直流反应溅射工艺制备得到的ZnO薄膜样品的原子力表面形貌测试分析(AFM)实验结果；

图3、普通Si(111)衬底a、Si(100)衬底b及SOI可协变衬底c上，采用相同的直流反应溅射工艺制备得到的ZnO薄膜样品的X射线衍射测试分析(XRD)实验结果；

图4、普通Si(111)衬底a、Si(100)衬底b及SOI可协变衬底c上，采用相同的交流射频磁控溅射工艺制备得到的ZnO薄膜样品的原子力表面形貌测试分析(AFM)实验结果；

图5、普通Si(111)衬底a、Si(100)衬底b及SOI可协变衬底c上，采用相同的交流射频磁控溅射工艺制备得到的ZnO薄膜样品的X射线衍射测试分析(XRD)实验结果。

具体实施方式

SOI可协变衬底的主要技术参数参见表1，其上采用具有三个溅射靶的磁控溅射设备制备生长氧化锌薄膜材料的实验参数参见表2，具体制备生长步骤如下：

步骤1：选用顶部具有10-50nm厚超薄硅单晶层、中间具有200-600nm厚氧化硅绝缘层和底部具有(100)取向的硅单晶衬底的三层结构大尺寸SOI材料作为制备生长氧化锌薄膜材料的硅基可协变衬底。其中SOI材料是采用高能氧离子注入(SIMOX)方法制备的。

步骤2：选用纯度不小于99.99％的金属锌或氧化锌靶材作为磁控溅射设备的溅射靶靶材，将其装入磁控溅射设备的主生长室后抽主生长室真空。

步骤3：磁控溅射设备主生长室真空度达到小于1×10^-5Pa后，进行金属锌或氧化锌靶材表面的预溅射处理。其中金属锌靶材的表面预溅射按如下过程进行：

(1)打开金属锌靶的挡板；

(2)部分关闭主生长室与真空泵间的闸板阀；

(3)向主生长室内通工作气体氩气，通过气体流量计先控制生长室的工作气压为1-1.5Pa；

(4)开启金属锌靶的直流工作电源，缓慢增加溅射功率到40-60W，待主生长室内金属锌靶起辉后，减少工作气体氩气的进气量，维持工作气压在0.5-1.0Pa，预溅射60-90分钟；

(5)关闭金属锌靶直流工作电源、氩气，挡上金属锌靶档板，完全打开主生长室与真空泵间闸板阀，抽主生长室的真空。

而氧化锌靶材的表面预溅射按如下过程：

(1)打开氧化锌靶的挡板；

(2)部分关闭主生长室与真空泵间的闸板阀；

(3)向主生长室内通工作气体氩气，通过气体流量计先控制生长室的工作气压为1-1.5Pa；

(4)开启氧化锌靶的交流射频工作电源，缓慢增加溅射功率到80-120W，待主生长室内氧化锌靶起辉后，减少工作气体氩气的进气量，维持工作气压在0.5-1.0Pa，预溅射30-60分钟；

(5)关闭氧化锌靶交流射频工作电源、氩气，挡上氧化锌靶档板，完全打开主生长室与真空泵间闸板阀，抽主生长室的真空。

步骤4：将清洗并用氮气吹干的SOI可协变衬底装入磁控溅射设备的主生长室。其中SOI可协变衬底的清洗按如下过程进行：

(1)用去离子水反复冲洗；

(2)用无水乙醇超声清洗10-20分钟；

(3)用丙酮超声清洗10-20分钟；

(4)用四氯化碳超声清洗10-20分钟；

(5)用丙酮超声清洗10-20分钟；

(6)用无水乙醇超声清洗10-20分钟；

(7)用去离子水反复冲洗干净；

(8)装入磁控溅射设备的预真空室前，再用浓度1-10％的稀氢氟酸溶液漂洗5-10秒。

步骤5：主生长室的真空度达到1-5×10^-5Pa后，进行SOI可协变衬底的加热烘烤除气处理。其中，先将衬底温度升到200-300℃，烘烤10-20分钟；主生长室的真空度再次达到1-5×10^-5Pa后，将衬底温度升到650-750℃，烘烤20-30分钟；主生长室的真空度又一次达到1-5×10^-5Pa后，将衬底温度降到生长所需要的初始温度，并用衬底挡板将衬底遮挡住。

步骤6：氧化锌薄膜材料的磁控溅射方法制备生长。其中采用直流反应溅射方法制备生长，按如下过程进行：

(1)调整金属锌靶与衬底间的距离为5-7cm，打开该靶上的挡板；

(2)部分关闭主生长室与真空泵间的闸板阀；

(3)先向主生长室内通工作气体氩气，通过气体流量计控制生长室的工作气压为1-1.5Pa；

(4)开启金属锌靶的直流工作电源，缓慢增加溅射功率到40-60W，待主生长室内的金属锌靶起辉后，适当减少工作气体氩气的进气量，维持工作气压在0.5-1.0Pa；

(5)开启衬底转动装置，设定8-10转/分钟，并打开衬底挡板；

(6)在SOI可协变衬底上先溅射预生长一层锌，衬底温度为300-400℃，生长1-3分钟后关上衬底挡板；

(7)适当减少工作气体氩气的进气量，并向主生长室内通反应气体氧气，通过气体流量计控制氩气与氧气的流量比为1∶4-1∶3，总工作气压为0.5-1.0Pa；

(8)打开衬底挡板，采用直流反应溅射方法在预生长有超薄锌层的SOI可协变衬底上生长氧化锌薄膜，生长温度为350-550℃，生长时间根据需要确定；

(9)关闭金属锌靶的直流工作电源，停止氧化锌薄膜材料的制备生长，并挡上金属锌靶的档板；

(10)停止衬底转动，关闭工作气体氩气和反应气体氧气，并完全打开主生长室与真空泵间的闸板阀，抽主生长室的真空。

采用交流射频磁控溅射方法制备生长，按如下过程进行：

(1)调整氧化锌靶与衬底间的距离为6-8cm，打开该靶上的挡板；

(2)部分关闭主生长室与真空泵间的闸板阀；

(3)先向主生长室内通工作气体氩气，通过气体流量计控制生长室的工作气压为1-1.5Pa；

(4)开启氧化锌靶的交流射频工作电源，缓慢增加溅射功率到80-100W，待主生长室内的氧化锌靶起辉后，适当减少工作气体氩气的进气量，维持工作气压在0.5-1.0Pa；

(5)开启衬底转动装置，设定8-10转/分钟，并打开衬底挡板；

(6)在SOI可协变衬底上先溅射预生长一层氧化锌，衬底温度为450-650℃，生长1-3分钟后关上衬底挡板；

(7)适当减少工作气体氩气的进气量，并向主生长室内通辅助的反应气体氧气，通过气体流量计控制氩气与氧气的流量比为5∶1-9∶1，总工作气压为0.5-1.0Pa；

(8)打开衬底挡板，采用交流射频溅射方法在预生长有超薄氧化锌层的SOI可协变衬底上生长氧化锌薄膜，生长时间根据需要确定；

(9)关闭氧化锌靶的交流射频工作电源，停止氧化锌薄膜材料的制备生长，并挡上氧化锌靶的档板；

(10)停止衬底转动，关闭工作气体氩气和辅助的反应气体氧气，并完全打开主生长室与真空泵间的闸板阀，抽主生长室的真空。

步骤7：氧化锌薄膜材料的原位退火处理。其中，退火温度为700-750℃，时间20-30分钟；

步骤8：将降到室温的氧化锌样品取出，完成氧化锌薄膜材料的制备。

表1：SOI可协变衬底的技术参数

SOI可协变衬底  底部支撑衬底    材料    硅(Si)    厚度(μm)    300-500    晶体质量    单晶  中间解偶合层    材料    氧化硅(SiO_x)    厚度(nm)    200-600    晶体质量    非晶或多晶  顶部可协变层    材料    硅(Si)    厚度(nm)    10-50    晶体质量    单晶

表2：利用磁控溅射设备在SOI可协变衬底上制备生长氧化锌外延层材料的主要实验参数

直流反应溅射方法  溅射靶参数  靶材料纯度不小于99.99％的金属锌  靶距5-7cm  主生长室  本底真空度  不大于5×10^-5Pa  金属锌靶  预溅射实验参数  直流  溅射功率40-60W  工作气体氩气(Ar)  工作气压0.5-1.0Pa  溅射时间60-90分钟  预生长金属锌层  实验参数  直流  溅射功率40-60W  工作气体氩气(Ar)  工作气压0.5-1.0Pa  溅射时间1-3分钟

生长温度300-400℃  氧化锌外延层  生长实验参数直流溅射功率40-60W工作气体与配比氩气(Ar)与氧气，配比1∶4-1∶3工作气压0.5-1.0Pa溅射时间180-210分钟生长温度350-550℃  氧化锌外延层  原位退火参数退火温度700-750℃退火时间20-30分钟交流射频溅射方法  溅射靶参数靶材料纯度不小于99.99％的氧化锌靶距6-8cm  主生长室  本底真空度不大于5×10^-5Pa  氧化锌靶  预溅射参数交流射频溅射功率80-120W工作气体氩气(Ar)工作气压0.5-1.0Pa溅射时间30-60分钟  氧化锌外延层  预生长参数交流射频溅射功率80-100W工作气体氩气(Ar)工作气压0.5-1.0Pa溅射时间1-3分钟生长温度450-650℃  氧化锌外延层  生长参数交流射频溅射功率80-100W工作气体与配比氩气(Ar)与氧气，配比4∶1-9∶1工作气压0.5-1.0Pa溅射时间120-180分钟生长温度450-650℃

氧化锌外延层原位退火参数退火温度700-750℃               退火时间20-30分钟               

实现发明的最好方式：

1.实现发明的主要设备：

磁控溅射设备、真空设备(机械真空泵、涡轮分子泵等)、半导体衬底材料的清洗设备等；

2.根据生长设备的功能特点设计本发明实施的技术路线。

实施例1：

在普通Si(111)衬底、Si(100)衬底及SOI可协变衬底上采用相同的直流反应溅射工艺进行氧化锌薄膜材料的制备生长研究。其中，所选用的SOI可协变衬底的顶部超薄硅单晶层厚为30nm，中间厚二氧化硅绝缘层厚为500nm，该衬底的卢瑟福背散射测试结果参见图l。金属锌靶与衬底间的距离设定为5.5cm，直流电源工作的溅射功率控制在45W左右，工作气体氩气与反应气体氧气的流量配比控制在l∶4左右，总工作气压约为1.0Pa，衬底加热温度为350℃。先在衬底上预生长1分钟金属锌以防止衬底表面被后通入的反应气体氧气氧化，然后通反应气体氧气进行反应溅射生长氧化锌210分钟。停止生长后在750℃的高温下原位退火30分钟，待降到室温取出样品进行测试分析。对所制备的氧化锌薄膜样品进行了原子力表面形貌(AFM)和X射线衍射(XRD)测试分析，测试结果参见图2、图3。

由图2的原子力表面形貌(AFM)测试分析结果给出的a、b、c三个ZnO薄膜样品在1×1μm尺度内的二维表面粗糙度(RMS)分别为4.0nm、2.9nm、1.9nm。表明SOI衬底上的ZnO薄膜样品表面更加光滑平整。两个普通Si衬底上的ZnO薄膜样品表面形貌相对比较差的可能原因之一是膜层内积聚较大的内应力。

由图3的X射线衍射(XRD)测试结果可以看出，相比普通Si(11)衬底上的ZnO样品a和普通Si(100)衬底上的ZnO样品b，SOI衬底上的ZnO样品c的X射线衍射(XRD)测试结果的ZnO(002)衍射峰的2θ角度最小(34.18°)，而半高宽(FWHM)值也最小(0.303°)，计算得到的ZnO(002)面面间距d值却最大(2.6211)，给出其ZnO(002)衍射峰的X射线摇摆曲线(XRC)半高宽(FWHM)的值为4.824°。而两种普通Si衬底上的氧化锌薄膜样品a、b的ZnO(002)衍射峰的2θ角分别为34.24°、34.22°，半高宽(FWHM)分别为0.376°、0.368°，ZnO(002)面面间距d值分别为2.6167、2.6207，并且都不能给出比较小的ZnO(002)衍射峰的X射线摇摆曲线(XRC)半高宽(FWHM)。进一步证明了SOI衬底上的ZnO薄膜样品膜层内残余张应力减小，而结晶质量提高。

上述实验结果说明SOI可协变衬底具有比较好的失配应变协调作用，其上采用直流溅射方法制备生长的氧化锌薄膜样品的残余张应力减小，而结晶质量提高，表面形貌也得到更好改善。

实施例2：

在普通Si(111)衬底、Si(100)衬底及SOI可协变衬底上采用相同的交流射频反应溅射工艺进行氧化锌薄膜材料的制备生长研究。其中，所选用的SOI可协变衬底的顶部超薄硅单晶层厚为30nm，中间厚二氧化硅绝缘层厚为500nm，该衬底的卢瑟福背散射测试结果参见图1。氧化锌靶与衬底间的距离设定为7.5cm，交流射频电源工作的溅射功率控制在80W左右，工作气体氩气与辅助反应气体氧气的流量配比控制在9∶1左右，总工作气压约为0.5Pa，衬底加热温度为500℃。先在衬底上预生长2分钟氧化锌，以防止衬底表面被后通入的辅助反应气体氧气氧化，然后通辅助反应气体氧气继续溅射生长氧化锌180分钟。停止生长后在750℃的高温下原位退火30分钟，待降到室温取出样品进行测试分析。对所制备的氧化锌薄膜样品进行了原子力表面形貌(AFM)和X射线衍射(XRD)测试分析，测试结果参见图4、5。

由图4的原子力表面形貌(AFM)测试分析结果给出a、b、c三个ZnO薄膜样品在1×1μm尺度内的二维表面粗糙度(RMS)分别为9.1nm、8.8nm、7.0nm。说明SOI衬底上的ZnO薄膜样品具有更好的光滑平整表面。而普通Si衬底上的两个ZnO薄膜样品a、b的表面形貌相对比较差的可能原因之一是膜层内积聚较大的内应力。

由图5的X射线衍射(XRD)测试结果可以看出，相比普通Si(111)衬底上的ZnO样品a和普通Si(100)衬底上的ZnO样品b，SOI衬底上的ZnO样品c的X射线衍射(XRD)测试结果的ZnO(002)衍射峰的2θ角度最小(34.444°)，而半高宽(FWHM)值也最小(0.3342°)，计算得到的ZnO(002)面面间距d值却最大(2.60168)，给出其ZnO(002)衍射峰的X射线摇摆曲线(XRC)半高宽(FWHM)的值为3.366°。而两种普通Si衬底上的氧化锌薄膜样品的ZnO(002)衍射峰的2θ角分别为34.420°、34.459°，半高宽(FWHM)分别为0.3844°、0.3509°，ZnO(002)面面间距d值分别为2.60320、2.60963。a样品没有实现单一择优取向生长，所以不能给出ZnO(002)衍射峰的X射线摇摆曲线(XRC)半高宽(FWHM)，b样品虽然实现了单一择优取向生长，可是给出的ZnO(002)衍射峰的X射线摇摆曲线(XRC)半高宽(FWHM)比较大，为4.209°。这些结果进一步表明了SOI衬底上的ZnO薄膜样品膜层内残余张应力减小，而结晶质量提高。

由上述实验结果可以证明SOI可协变衬底具有比较好的失配应变协调作用，采用交流射频溅射方法制备生长的氧化锌薄膜样品的残余张应力减小，而结晶质量提高，表面形貌也得到更好改善。