ZnO薄膜生長(zhǎng)行為和光學(xué)性能研究.pdf

1、ZnO具有纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)，是一種新型的直接帶隙寬帶半導(dǎo)體，其禁帶寬度為3.37 eV，激子束縛能為60 meV，可以實(shí)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(dǎo)體寬禁帶材料的制備溫度低很多，這些特點(diǎn)使ZnO具備了作為室溫短波長(zhǎng)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(dǎo)體材料，具有廣泛的應(yīng)用，

2、如： ZnO薄膜可以制成表面聲波諧振器，壓電器件，GaN藍(lán)光薄膜的過渡層以及透明導(dǎo)電膜等。自從1997年Tang等報(bào)導(dǎo)了ZnO薄膜的近紫外受激發(fā)射現(xiàn)象以后，ZnO再次成為當(dāng)今半導(dǎo)體材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。 本文采用RF反應(yīng)磁控濺射方法和電化學(xué)沉積的方法制備了ZnO薄膜。針對(duì)薄膜的生長(zhǎng)行為、表面形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性等開展了一系列研究工作。主要研究結(jié)果如下： 1．利用磁控濺射兩步生長(zhǎng)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(shí)間對(duì)兩步生長(zhǎng)方法沉積的ZnO薄膜的生長(zhǎng)行為有一定的影響?；涛g時(shí)間對(duì)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(guān)；低溫過渡層的沉積時(shí)間對(duì)兩步生長(zhǎng)方法沉積的ZnO薄膜的生長(zhǎng)行為有重要影響。低溫ZnO過渡層的沉積時(shí)間所導(dǎo)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(guān)。 2．電化學(xué)沉積的ZnO薄膜表面形貌和生長(zhǎng)行為受沉積電流的影響較大，存在一個(gè)臨界電流密度。當(dāng)沉積電流小于臨界值時(shí)，薄膜成團(tuán)