MOCVD生長(zhǎng)P型ZnO及其性質(zhì)研究.pdf

1、為了提高光信息存儲(chǔ)密度,應(yīng)使用波長(zhǎng)盡可能短的激光器.另外,半導(dǎo)體材料在發(fā)光二極管(LED)也有廣泛的應(yīng)用,發(fā)光二極管的全彩化是趨勢(shì)所在.藍(lán)光二極管的制造成為關(guān)鍵所在.在實(shí)現(xiàn)短波長(zhǎng)激光器和藍(lán)光二極管方面,作為第三代半導(dǎo)體材料的GaN有著廣闊的應(yīng)用空間,但它也有明顯的不足:其制造設(shè)備昂貴;缺少合適的襯底;生長(zhǎng)溫度高;薄膜生長(zhǎng)難度大.所以,如果能找到性質(zhì)和GaN相近的發(fā)光材料,并且克服它的不足,將具有深遠(yuǎn)的意義.基于上述原因,ZnO材料的研究

2、成為寬帶半導(dǎo)體材料研究的新熱點(diǎn).ZnO更是在聲波(SAW)和體聲波(BAW)器件、太陽(yáng)能電池和顯示的透明電極、對(duì)可見(jiàn)光透明的波導(dǎo)、結(jié)合聲光性質(zhì)的聲一光布拉格反射器、用于GaN的襯底、做為紫外激光器的有源層、形成紫光探測(cè)器以及用于光電器件的單片集成等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用.本論文是通過(guò)先進(jìn)的MOCVD方法對(duì)本征ZnO以及P型ZnO進(jìn)行了較深入的研究.論文內(nèi)容和主要的研究結(jié)果如下.1)第一章介紹了ZnO的研究進(jìn)展,ZnO的基本性質(zhì)和相關(guān)的生

3、長(zhǎng)技術(shù).第二章和第三章分別介紹了半導(dǎo)體的發(fā)光機(jī)制以及P型ZnO摻雜和形成機(jī)理.2)第四章我們用常壓MOCVD方法成功制備了較高質(zhì)量的ZnO薄膜.通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)溫度,Ⅵ/II以及退火溫度的優(yōu)化制備了較高質(zhì)量的薄膜.我們還確定了鋅填隙的發(fā)光峰.3)第五章研究了P型ZnO的制備.通過(guò)共摻雜的方法研究發(fā)現(xiàn)N的摻入量、退火溫度、退火氣氛和退火次數(shù)等影響著ZnO薄膜的電阻率、載流子濃度.在另外一種反摻方法的研究中,我們成功制備了P型ZnO.得到了電阻率

4、為30 Ω cm,載流子濃度為1.2E+17 cm<'-3>的P型ZnO薄膜.4)最后一章對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié),并根據(jù)前面的研究對(duì)以后制作P型ZnO提出了一些建議和想法.本論文是在前人工作的基礎(chǔ)上對(duì)ZnO進(jìn)行的研究.在P型ZnO的生長(zhǎng)中對(duì)共摻雜方法進(jìn)行了較深入的研究,并且首次引入了二次退火的方法,發(fā)現(xiàn)它對(duì)ZnO的性質(zhì)有著較大的影響.我們成功地制備了P型ZnO薄膜,較其他人得到的P型ZnO的電阻率100 Ω cm有很大的下降,并保持了較高的載