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ZnO薄膜的MOCVD生长技术

ZnO是具有光电、压电特性的宽直接带隙的半导体材料。它可以用于超声换能器、偏转器、频谱分析器高速光开关及微机  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2006-04-05
吉林大学
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ZnO薄膜和MgZnO合金薄膜的生长及其特性研究

ZnO 作为一种宽禁带半导体材料(3.3eV),其激子束缚能高达60meV,比室温热离化能26meV 大很多,是一种合适的用于室温或更高温度下的紫外光发光材料,具有大的束缚能的激子更容易在室温下实现高效率的受激发射。因此,对ZnO 的研究已成为继GaN 之后宽禁带半导体研究的又一热点。本论文的主要工作是利用等离子增强MOCVD法和射频溅射法在蓝宝石和Si 衬底上生长出了高质量的ZnO 薄膜,对不同条件下生长样品的结晶质量、光学、表面形貌和电学特性等进行了比较研究,首次使用光电子能谱结合氩离子束刻蚀对生长的ZnO/Si 异质结构进行了深度剖析。在国内首次利用MOCVD 技术在p-Si 衬底上生长的n-ZnO 薄膜成功地制作n-ZnO/p-Si 异质结光电二极管,并分析了其特性,n-ZnO/p-Si 异质结的正向电流随着正向偏压呈指数关系迅速增加,正向开启电压大约1.5V,不同条件下制备的n-ZnO/p-Si光电二极管都观察到光电效...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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采用MOCVD方法在Si和InP衬底上制备ZnO薄膜及其发光器件

ZnO是一种具有压电和光电特性的直接宽带隙半导体材料,是人们关注的短波长光电材料的新焦点。其具有高的激子束缚能(60meV),极好的抗辐照性能和化学稳定性能,低的外延生长温度和大尺寸衬底材料等一些独特的优点,有望用于制备UV发光二极管和低阈值激光器。本论文即采用MOCVD技术,在n-Si、n-InP衬底上生长ZnO薄膜,研究了外延生长过程中生长温度和气体流量对ZnO薄膜结构性质、表面形貌和光学性质的影响,同时采用生长薄膜后热处理的方法,通过热扩散使衬底中含有的V族元素进入ZnO薄膜中,取代O元素或者占据O空位成为受主,从而成功制备出p-ZnO薄膜,我们利用XPS技术已经证实了P元素在ZnO薄膜中的存在。我们利用真空蒸发技术制备了金属点状电极,并且研究了n-Si/p-ZnO异质结的整流特性。实验发现,生长温度对ZnO薄膜的结构、表面形貌和光学质量有重要的影响:不同温度下生长的样品,在610°C生长样品的(002)峰最强,薄膜晶粒尺...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

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声表面波用ZnO薄膜的制备及器件的初步研究

ZnO 材料是一种宽禁带的多功能半导体光电材料,在许多领域都具有广泛的用途。例如,可用于制作紫外发光管和激光器、紫外探测器、高频表面声波器件、透明导电电极和声光换能器等,所以一直倍受研究人员的关注。特别是 1996 年, ZnO 薄膜室温光泵浦紫外激射的获得,又掀起了研究 ZnO材料尤其是 ZnO 薄膜的热潮。随后 ZnO 薄膜材料的研究工作不断取得进展。许多研究小组先后报道了 P 型材料的制备,ZnO p-n 结和发光管的实现,以及 ZnO 的多元合金材料研究,低损、高频 ZnO 基表面声波滤波器的应用等。本论文以 MOCVD 制备方法为基础,系统的研究了不同的 ZnO 多层薄膜结构的生长特性,分析了这些结构的突出特点,并有针对性的制备了高频声表面波滤波器件,获得了较好的结果。本文系统地阐述了ZnO在结构、光学、压电方面的特性;研究了以ZnO为基础的声表面波器件的基本特性,指出了高阻和平整的表面结构是制备声表面波器件的基本条件...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京大学
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氧化物半导体与磁性氧化物的MOCVD生长与性质

自旋电子学作为新兴的研究领域,通过控制电子的自旋取代电子电荷作为信息储存和传输的载体,可以提高自由度同时不受尺寸限制,具有广泛的应用前景。基于自旋注入结构实现偏振光发射的自旋发光二级管(spin-LED)的研究受到了较多的关注,而磁性氧化物与宽禁带氧化物半导体作为有望实现全氧化物spin-LED器件的两种主要材料而备受重视。本论文针对宽禁带氧化物和磁性氧化物的外延生长开展了系统深入的研究,重点开展了蓝宝石衬底上ZnO薄膜的大失配异质外延的两项关键技术:衬底表面预处理以及缓冲层厚度优化的研究,掌握了 ZnO薄膜异质外延的优化工艺技术。另外考虑到目前国际上ZnO p型掺杂实现的技术困难和GaN成熟的异质外延和p型掺杂的技术优势,作者将成熟的GaN材料取代原先设计的ZnO材料作为Fe3O4薄膜的生长衬底,深入开展了Fe3O4/GaN异质结构的薄膜的MOCVD生长与性质的研究,揭示薄膜生长以及后退火工艺对异质界面的结构与性质的影响,并进...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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采用MOCVD方法在Si和GaAs衬底上生长ZnO薄膜及其特性研究

ZnO是一种具有压电和光电特性的直接宽带隙半导体材料,是人们关注的短波长光电材料的新焦点。其具有高的激子束缚能(60meV),极好的抗辐照性能和化学稳定性能,低的外延生长温度和大尺寸衬底材料等一些独特的优点,有望用于制备UV发光二极管和低阈值激光器。本论文叙述了我们采用MOCVD外延生长技术,在Si、GaAs衬底上生长ZnO薄膜的研究工作,分析了源的流量及生长温度对ZnO薄膜的结构、形貌及光电特性等特性的影响。采用的X射线衍射技术,首次发现ZnO薄膜的生长取向随着GaAs表面处理的不同而改变。经过深入分析,发现取向改变的原因是:腐蚀时间不同,衬底中元素的含量发生变化。并通过衬底As热扩散的方法,成功制备了p-ZnO薄膜,XPS测试表明As在ZnO薄膜中的不同存在状态决定了薄膜的导电类型。并发现高温退火使得As有足够的能量扩散到合适的晶格格点位置取代晶格O,作为受主存在,使得薄膜呈p型。我们还制作了n-ZnO/p-Si异质结光电二...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>