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氧化锌薄膜材料的MOCVD生长及其特性研究

作　者: 闫小龙
导　师: 刘大力
学　校: 吉林大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: ZnO 薄膜 MOCVD 表面预处理缓冲层
分类号: TN304.055
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

我们用自己设计的MOCVD 系统在蓝宝石和硅衬底上生长高质量的ZnO 薄膜,并对利用表面预处理和生长缓冲层的方法提高ZnO 薄膜质量作了详细的研究,获得了较好的结果。通过测量氧化锌薄膜XRD 谱,分析表面预处理对ZnO 薄膜结晶的质量影响。经过氮气气氛下射频处理和氧气气氛处理后样品的X 衍射峰值都变高,曲线半高宽由0.22°分别减小到0.16°和0.18°,说明表面预处理可以改善氧化锌薄膜的结晶质量。在硅衬底上,比较有缓冲层样品和无缓冲层样品的XRD 谱,可知硅衬底上生长缓冲层的氧化锌薄膜的衍射峰明显要比无缓冲层的氧化锌薄膜的衍射峰高,并且,半高宽也由0.21°减小到0.18°,这说明利用低温氧化锌缓冲层明显改善了氧化锌薄膜的质量,低温缓冲层可以减小氧化层和晶格失配对氧化锌薄膜的影响。这些对生长高质量的ZnO 薄膜、制备相应的发光器件有一定的意义。

全文目录

第一章绪论  7-19
  1.1 引言  7-11
  1.2 ZnO 的基本性质  11-12
  1.3 ZnO 薄膜的应用  12-15
  1.4 ZnO 薄膜的生长方法  15-19
第二章 ZnO 薄膜生长的MOCVD 反应系统  19-27
  2.1 MOCVD 技术简介  19-21
  2.2 用于ZnO 薄膜生长的等离子增强MOCVD 反应系统  21-25
  2.3 MOCVD 生长ZnO 薄膜源材料的选择  25-27
第三章 ZnO 薄膜的MOCVD 法生长及相关特性的研究  27-44
  3.1 c-A1_2O_3衬底上ZnO 薄膜的生长和特性分析  28-32
    3.1.1 c-A1_2O_3 衬底上ZnO 薄膜的生长  28-29
    3.1.2 c-A1_2O_3衬底上ZnO 薄膜生长的优化  29-32
  3.2 锌源温度对薄膜生长的影响  32-37
  3.3 退火对ZnO 薄膜质量的影响  37-39
  3.4 R 面蓝宝石上的ZnO 薄膜生长  39-44
    3.4.1 R 面蓝宝石衬底上 ZnO 薄膜的生长温度优化  40-41
    3.4.2 R 面和C 面蓝宝石衬底上生长ZnO 薄膜发光特性比较  41-42
    3.4.3 (112 0)面ZnO 薄膜的退火研究  42-44
第四章表面预处理对氧化锌薄膜质量的影响  44-50
  4.1 氮气气氛下射频处理  44-46
  4.2 氧气气氛下衬底表面预处理  46-48
  4.3 表面预处理对氧化锌薄膜电学特性的影响  48-49
  4.4 小结  49-50
第五章硅衬底上氧化锌薄膜的生长  50-67
  5.1 利用MOCVD 方法在Si 衬底上生长氧化锌薄膜  50-56
  5.2 缓冲层对氧化锌薄膜生长质量的影响  56-67
    5.2.1 有缓冲层不同的生长温度下ZnO 薄膜质量的比较  57-60
    5.2.2 不同缓冲层厚度对氧化锌薄膜的影响  60-64
    5.2.3 优化条件下缓冲层对氧化锌薄膜质量的影响  64-67
第六章全文总结  67-69
参考文献  69-73
摘要  73-75
Abstract  75-78
致谢  78-79
导师及作者简介  79

氧化锌薄膜材料的MOCVD生长及其特性研究

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