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ZnO薄膜和量子阱的生长及光学特性

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张保平[1,3] 康俊勇[1] 余金中[1,2] 王启明[1,2] 濑川勇三郎[3]

[1]厦门大学物理系,厦门361005 [2]中国科学院半导体研究所,北京100083 [3]独立行政法人理化学研究所,仙台980-0845,日本

《半导体学报》

2006年第27卷第4期

摘　　要:

研究了用MOCVD法在蓝宝石（Al2O3）（0001）和（1120）衬底上制备ZnO薄膜时的生长特性．详细研究了采用Al2O3（0001）衬底时生长温度与压力的影响．由于存在比较大的晶格失配，一般容易得到ZnO纳米结晶，不容易获得既平坦且质量又好的ZnO薄膜．生长温度对薄膜．衬底界面的生长模式有很大的影响；而生长压力对ZnO纳米结晶的形状有决定性作用．通过适当控制生长温度及压力，可以得到ZnO薄膜或不同形状的纳米结构．当采用Al2O3（1120）衬底时，由于晶格失配较小，能保持平坦层状生长，临界膜厚远远大于采用Al2O3（0001）衬底的结果．在Al2O3（1120）衬底上制作了ZnO／MgZnO量子阱并研究了其光学特性．观察到了量子化能级间以及在载流子间的跃迁引起的发光．由压电效应引起的内建电场约为3×10^5V／cm．同时发现采用低温低压生长可以增大ZnO中受主杂质浓度，有利于获得P型ZnO.