朱俊杰
,
林碧霞
,
孙贤开
,
郑海务
,
姚然
,
傅竹西
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.04.017
本文利用低压高温MOCVD系统,成功地在Si(111)基片上外延出了具有高质量的SiC薄膜,并对其反应机理做了一些初步的研究.大部分观点认为,SiC/Si的异质外延,其最初的状态应该为Si衬底中Si的扩散.但是,本文通过在不同流量比的条件下,SiC薄膜在Si基片以及Al2O3基片上外延的比较,发现在SiC/Si的异质外延过程中起重大作用的并非Si衬底中Si的扩散,而是很大程度上作用于C向Si衬底的扩散.同时,还发现反应速率的快慢受SiH4流量所限制.当SiH4流量增加时,反应速率会明显加快,但是结晶质量会相对变差.
关键词:
SiC 薄膜
,
Si(111)衬底
,
低压MOCVD
,
异质外延
,
扩散
姚然
,
朱俊杰
,
钟声
,
朱拉拉
,
傅竹西
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.020
氧化锌是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙的宽禁带半导体材料,其室温下的禁带宽度3.36eV,由于其具有紫外发光的特性,近来受到研究者的广泛关注.由于ZnO在高效率光散发设备和其它光学方面有应用前景,所以要进行高质量的ZnO薄膜制备的研究.由于晶格失配,ZnO/Si的异质结质量不高,现在主要应用过渡层或表面处理的方法进行改善.本文用MOCVD设备生长ZnO/Si薄膜,所用载气为N2,反应源为CO2和DEZ,衬底为Si(111)单晶外延片.除了对衬底进行常规的化学清洗以外,在生长前进行Ar RF的预处理,是氩离子对硅表面进行一定的破坏,处理能量从0～110W进行了梯度变化,再以同样的生长条件进行原位生长.对于样品我们分别作了XRD、PL、AFM测量,发现Ar RF预处理对薄膜结晶有很大影响,未作处理的样品一般呈多晶态,而处理后的样品在一定能量范围内晶格取向有显著提高,但随预处理能量达到一定限值后取向性被破坏,XRD测试图如1、2、3.预处理对于发光也有很大的影响,在一定能量范围内发光强度只随处理能量加大缓慢衰减,但在高能量状态下,发光明显减弱,峰位也随之变化.可见氩离子轰击硅表面形成了缺陷,这些缺陷在生长中顺延在ZnO部分,并且这些缺陷是发光淬灭中心,随能量的增加而增加.PL测试图如4.通过AFM分析样品的粗糙度,发现预处理对表面粗糙度有减低的作用,随着处理能量的增加,表面粗糙度下降.
关键词:
ZnO
,
MOCVD
,
预处理
姚然
,
朱俊杰
,
段理
,
朱拉拉
,
傅竹西
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.031
ZnO是一种新兴的的宽禁带半导体材料,相对于传统的宽禁带材料有很多的优势.在相对成本低廉的Si衬底上生长ZnO薄膜是现在攻关的热门课题.目前用缓冲层方法生长ZnO薄膜取得了一些突破.本文利用直流溅射,先在Si衬底上溅射一层ZnO多晶薄膜,通过对直流溅射时间的控制,可以得到不同厚度的ZnO缓冲层.再利用MOCVD设备生长高质量的ZnO薄膜.通过研究发现,直流溅射ZnO薄膜的厚度对于最终的薄膜质量有很大的影响.随着缓冲层的引入,双晶衍射XRD的摇摆半宽有显著下降,并且随着最终ZnO薄膜质量上升,光致发光也有显著的提升.可见缓冲层的引入对ZnO/Si薄膜的质量和发光强度有很大的贡献.
关键词:
氧化锌
,
直流溅射
,
MOCVD
,
缓冲层
段理
,
林碧霞
,
姚然
,
傅竹西
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2006.03.008
用MOCVD方法在p型单晶Si(100)基片上外延SiC层,再用直流溅射在SiC层上生长ZnO薄膜,制备出ZnO/SiC/Si异质结构,用XRD和AFM分析了ZnO/SiC/Si和ZnO/Si异质结构中表层ZnO的结构和形貌的差别,研究了这种异质结构的特性.结果表明,在Si(100)基片上外延生长出的是高取向、高结晶质量的SiC(100)层.这个SiC层缓冲层使在Si基片上外延生长出了高质量ZnO薄膜,因为ZnO与SiC的晶格失配比ZnO与Si的晶格失配更低.
关键词:
无机非金属材料
,
ZnO薄膜
,
SiC缓冲层
,
异质外延
,
结构特性
