ZnO薄膜生長行為和光學性能研究.pdf

1、ZnO具有纖鋅礦晶體結構，是一種新型的直接帶隙寬帶半導體，其禁帶寬度為3.37 eV，激子束縛能為60 meV，可以實現(xiàn)室溫下的激子發(fā)射。ZnO薄膜可在低于600℃的溫度下獲得，較GaN，SiC和其它Ⅱ-Ⅳ族半導體寬禁帶材料的制備溫度低很多，這些特點使ZnO具備了作為室溫短波長光電子材料的必備特征。因此，ZnO薄膜是一種具有希望的短波光電材料，研究ZnO薄膜的發(fā)光特性具有十分重要的意義。ZnO作為新一代的寬帶半導體材料，具有廣泛的應用，

2、如： ZnO薄膜可以制成表面聲波諧振器，壓電器件，GaN藍光薄膜的過渡層以及透明導電膜等。自從1997年Tang等報導了ZnO薄膜的近紫外受激發(fā)射現(xiàn)象以后，ZnO再次成為當今半導體材料研究領域的熱點。 本文采用RF反應磁控濺射方法和電化學沉積的方法制備了ZnO薄膜。針對薄膜的生長行為、表面形貌、結構、光學特性等開展了一系列研究工作。主要研究結果如下： 1．利用磁控濺射兩步生長的方法制備了高質(zhì)量的ZnO薄膜。研究發(fā)現(xiàn)：Si

3、基片的刻蝕時間對兩步生長方法沉積的ZnO薄膜的生長行為有一定的影響?；涛g時間對薄膜表面形貌的影響與低溫沉積的ZnO過渡層的成核密度有關；低溫過渡層的沉積時間對兩步生長方法沉積的ZnO薄膜的生長行為有重要影響。低溫ZnO過渡層的沉積時間所導致的薄膜表面形貌的變化與低溫過渡層在Si(001)表面的覆蓋度有關。 2．電化學沉積的ZnO薄膜表面形貌和生長行為受沉積電流的影響較大，存在一個臨界電流密度。當沉積電流小于臨界值時，薄膜成團