Ga掺杂ZnO薄膜的MOCVD生长及其特性

利用低压MOCVD技术在(0002)蓝宝石上外延获得高质量的ZnO:Ga单晶薄膜,并研究了Ga的不同掺杂浓度对材料电学和光学特性的影响.当Ga/Zn气相摩尔比为3.2 at%时,ZnO(0002)峰半高宽仅为0.26°,载流子浓度高达2.47×1019cm-3,透射率高于90%;当载流子浓度升高时,吸收边出现明显的Burstein-Moss蓝移效应.同时室温光致发光谱显示,紫外峰位随载流子浓度的增加而发生红移,峰形展宽,这和Ga高掺杂所引起的能带重整化效应有关.当Ga/Zn比达到6.3 at%时,由于高掺杂浓度下Ga的自补偿效应导致载流子浓度下降.     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

NH3掺杂ZnO薄膜的生长及特性

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法,以NH3作为N元素的掺杂源,在蓝宝石衬底上生长了掺N的ZnO薄膜.利用X射线衍射、X射线光电子能谱、原子力显微镜、霍尔测量及先致荧光光谱等测试技术分析了薄膜的结晶性质、表面形貌、光电性质及掺杂元素N的价键特性.结果表明,NH3 的掺杂会影响ZnO薄膜的结晶特性,薄膜虽然仍是(002) 面择优取向生长,但同时也出现了ZnO的(100)及(101)面生长.在薄膜生长时N元素掺入到ZnO薄膜当中,并形成N-Zn、N-H、N-C键.C、H杂质的存在,使掺N ZnO薄膜表现为高阻,同时也影响了薄膜的光致发光特性.     

MOCVD法以NO气体为掺杂源生长p型ZnO薄膜

采用金属有机化学气相沉积方法在玻璃上生长了掺氮的低电阻p型ZnO薄膜．实验使用NO和N2O共同作为氧源，且NO同时作为掺氮源，二乙基锌作为锌源．X射线衍射测试表明薄膜具有c轴择优取向的结构特性，二次离子质谱分析证实了氮被掺入了ZnO薄膜．通过优化锌源流量获得了最高空穴浓度为1.97×10/up18/cm－3，最低电阻率为3.02Ω·cm的ZnO薄膜．     

MOCVD法制备ZnO薄膜的正交试验设计

采用低压-金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,结合正交试验设计,在(100)p-Si衬底上制备了高质量的ZnO薄膜.用室温光致发光研究了不同生长参数对ZnO薄膜光学质量的影响.通过正交分析法对所得样品相关特征指标的分析,得到生长温度、锌源温度和氧气流量3个独立工艺参数对薄膜光学质量的影响.结果表明,生长温度对薄膜光学质量的影响最大,其余依次为氧气流量和锌源温度,同时,通过分析还得到了最佳组合工艺.结合面探X射线衍射仪,分析了薄膜的结晶质量,发现在优化的工艺条件下制备出的ZnO薄膜具有较好的结晶质量.     

MOCVD法以NO气体为掺杂源生长p型ZnO薄膜

采用金属有机化学气相沉积方法在玻璃上生长了掺氮的低电阻p型ZnO薄膜.实验使用NO和N2O共同作为氧源,且NO同时作为掺氮源,二乙基锌作为锌源.X射线衍射测试表明薄膜具有c轴择优取向的结构特性,二次离子质谱分析证实了氮被掺入了ZnO薄膜.通过优化锌源流量获得了最高空穴浓度为1.97×1018cm-3,最低电阻率为3.02Ω·cm的ZnO薄膜.     

生长参数对MOCVD法制备的p型ZnO薄膜性能的影响

研究了等离子体辅助金属有机化学气相沉积方法制备N掺杂p型ZnO薄膜过程中生长参数如衬底温度、射频功率、锌源流量对ZnO薄膜结晶质量和电学性能的影响.     

梯度掺杂生长绒面结构ZnO:B-TCO薄膜及其特性研究

采用新的金属有机化学气相淀积(MOCVD)-ZnO镀膜工艺技术-梯度掺杂技术生长绒面结构。研究ZnO:B-TCO薄膜。结果表明,梯度掺杂技术可有效增加薄膜晶粒尺寸和提高光散射作用。并且,梯度掺杂技术有效地提高了薄膜在近红外区域的光学透过率,有利于应用于宽谱域薄膜太阳电池。生长获得的MOCVD-ZnO薄膜,其薄膜电子迁移率为24 cm2/V,电阻率为2.17×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.20×1020cm-3,且在小于1 000 nm波长范围内的平均透过率大于85%。     

Te掺杂对GaInP外延层材料特性的影响

采用Aixtron 2600G3MOCVD设备外延生长了GaAs/GaInP材料,并结合金相显微镜、X射线衍射仪以及二次离子质谱仪系统地研究了掺杂源Te对GaInP外延层材料特性的影响。实验发现,Te会破坏GaInP外延层的表面形貌,在GaInP表面形成丘状结构及线条,且该丘状结构的尺寸随着GaInP厚度的增加而逐渐增大。在掺杂浓度较高时,Te会破坏GaInP的晶格,造成晶格膨胀。GaInP中Te的并入效率随着厚度的增加而增加,且掺杂浓度越高就越快趋于平稳。此外,Te在As化物中的并入效率大于在P化物中的并入效率。     

MOCVD法制备ZnO同质发光二极管

在n型ZnO体单晶片上,首次采用N等离子体辅助金属有机化学气相沉积方法外延生长了p型ZnO薄膜,制成了同质ZnO的发光二极管(LED)原型器件;在室温下,观察到同质ZnO的LED施加电压后由电注入激发出紫外至绿光波段的光谱.     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

氧源的射频离化对ZnO MOCVD材料生长与性质的影响

在不同温度条件下，利用低压金属有机源化学气相沉积（LP-MOCVD）系统制备ZnO薄膜，对在氧源离化和非离化两种状态下生长的ZnO薄膜材料进行了相关的研究比较．通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、低温光致发光谱等方法研究了离化参数与生长速率、晶体质量、表面结构以及光学特性之间的相互关系，研究发现射频等离子体离化对薄膜生长速率等参数有明显的影响，通过优化相关离化实验参数可以极大的改进和提高材料的结构和光学性质．     

MOCVD制备用于薄膜太阳电池的ZnO薄膜研究

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长技术,采用二乙基锌(DEZ)作Zn源和H2O作O源,使用B2H6 为掺杂气体,制备出了光电特性稳定的低电阻率、高透过率的ZnO薄膜。制备条件为:衬底温度160 ℃,DEZ的流量为342μmol/min,H2O流量为500μmol/min,反应气压为5×133.32 Pa,B2H6 流量为5 sccm,掺杂手段为气体掺杂。在薄膜面积为10 cm×10 cm、厚度为550 nm时,方块电阻为40Ω/□。透过率>85%。     

MOCVD法制备ZnO同质发光二极管

在n型ZnO体单晶片上, 首次采用N等离子体辅助金属有机化学气相沉积方法外延生长了p型ZnO薄膜，制成了同质ZnO的发光二极管(LED)原型器件；在室温下，观察到同质ZnO的LED施加电压后由电注入激发出紫外至绿光波段的光谱.     

低压MOCVD生长ZnO单晶薄膜的制备与性质

利用 LP-MOCVD生长技术 ,采用 Zn(C2 H5) 2 作 Zn源和 CO2 作氧源 ,在 (0 0 0 2 )蓝宝石衬底上获得了沿 c轴取向高度一致的 Zn O单晶薄膜。通过对其吸收谱的曲线拟合 ,得到室温下 Zn O薄膜的光学带隙为 3 .2 45e V。在样品的室温光荧光谱 (PL)中观察到对应于带边发射的较强的发光峰 ,对样品中蓝带的产生原因进行了讨论     

Epitaxial Growth and Characterization of p-Type ZnO

N-doped p-type ZnO thin films were grown on c-sapphire substrates, semi-insulating GaN templates, and n-type ZnO substrates by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Diethylzinc and oxygen were used as precursors for Zn and O, respectively, while ammonia (NH₃) and nitrous oxide (N₂O) were employed as the nitrogen dopant sources. X-ray diffraction (XRD) studies depicted highly oriented N-doped ZnO thin films. Photoluminescence (PL) measurements showed a main emission line around 380 nm, corresponding to an energy gap of 3.26 eV. Nitrogen concentration in the grown films was analyzed by secondary ion mass spectrometry (SIMS) and was found to be on the order of 10¹⁸ cm⁻³. Electrical properties of N-doped ZnO epilayers grown on semi-insulating GaN:Mg templates were measured by the Hall effect and the results indicated p-type with carrier concentration on the order of 10¹⁷ cm⁻³.     

Ultraviolet detectors based on epitaxial ZnO films grown by MOCVD

High-quality zinc oxide (ZnO) films were epitaxially grown on R-plane sapphire substrates by metalorganic chemical vapor deposition at temperatures in the range of 350°C to 600°C. In-situ nitrogen compensation doping was performed using NH₃. Microstructural and optical properties of the films, as well as the N-doping effects, were studied. The metal-semiconductor-metal ultraviolet sensitive photodetectors were fabricated on N-doped epitaxial ZnO films. The detector showed fast photoresponse, with a rise time of 1 μs and a fall time of 1.5 μs. Low-frequency photoresponsivity, on the order of 400 A/W at 5 V bias, was obtained.