PLD和MOCVD方法生長的ZnO薄膜結構及發(fā)光性能.pdf

1、 氧化鋅基半導體光電器件主要包括紫外探測器、發(fā)光二極管(LED)和半導體激光器(LD)等。 要得到高質量的器件最重要的是要獲得高質量的ZnO薄膜，通常生長ZnO薄膜材料的方法主要有脈沖激光沉積(PLD)，金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)，分子束外延(MBE)，電子束蒸發(fā)，濺射(Sputtering)和原子層外延(ALE)等。本文分別用脈沖激光沉積法(PLD)和金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)在Al2O3(0001)、

2、Al2O3(1120)、MgAl2O4(111)和MgO(100)襯底上沉積了ZnO薄膜，研究了薄膜的生長條件對ZnO薄膜結構特性，發(fā)光特性以及表面顯微結構的影響。 X射線衍射譜表明我們生長的ZnO薄膜具有c軸擇優(yōu)取向，只有在700℃MgO襯底上生長的ZnO薄膜是具有(100)和(002)兩個擇優(yōu)取向的多晶薄膜，這說明了使用MgO襯底在高溫下生長的ZnO薄膜c軸擇優(yōu)取向會退化，而出現(xiàn)a軸的擇優(yōu)取向(六邊形的基面垂直于MgO表面)

3、。原子力顯微鏡分析結果表明ZnO薄膜沿c軸方向呈柱狀生長。從ZnO薄膜的吸收譜可以看到在370-390nm處有陡峭的吸收邊。室溫光致發(fā)光譜中觀察到了用PLD方法生長的ZnO薄膜具有高強度的紫外發(fā)射和微弱的深能級發(fā)光峰。實驗結果表明用MOCVD方法生長的ZnO薄膜具有較強的深能級發(fā)射峰，我們認為ZnO薄膜中發(fā)光中心在2eV左右的橙色光是由薄膜中的氧填隙(Oi)引起的，而發(fā)光中心在2.4eV左右的綠光與薄膜中的單離子氧空位(VO·)有關。此