硅基ZnO系薄膜及其發(fā)光器件.pdf

1、ZnO具有3.37 eV的直接寬禁帶，在室溫下有相當(dāng)高的激子束縛能(60 meV)，是潛在的電致紫外發(fā)光器件的半導(dǎo)體材料。當(dāng)ZnO與CdO形成合金半導(dǎo)體CdxZnO1-xO時(shí)，禁帶寬度可以減小到～1.8 eV，因而可用于制備電致可見(jiàn)發(fā)光器件。本文在硅基上制備了基于ZnO缺陷發(fā)光的電致發(fā)光器件，研究了其發(fā)光性能；此外，利用反應(yīng)磁控濺射法制備了CdxZn1-xO薄膜，研究了其光致發(fā)光隨熱處理?xiàng)l件的變化情況，為制備基于CdxZn1-xO薄膜的

2、電致可見(jiàn)發(fā)光器件打下基礎(chǔ)。本文得到了如下主要結(jié)果；
　　 以溶膠-凝膠法在重?fù)脚鸸杵?p+-Si)襯底上制備含有ZnO晶粒的Zn2SiO4(Zn2SiO4：ZnO)薄膜，形成硅基Zn2SiO4：ZnO薄膜發(fā)光器件。該器件表現(xiàn)出良好的整流特性：在正向偏壓下，器件產(chǎn)生與ZnO缺陷相關(guān)的電致發(fā)光，發(fā)光強(qiáng)度隨著正向偏壓的增大而不斷增強(qiáng)，而反向偏壓下器件不發(fā)光?；谠撈骷哪軒ЫY(jié)構(gòu)，初步解釋了上述載流子輸運(yùn)和電致發(fā)光的機(jī)理。
　　

3、 利用直流反應(yīng)磁控濺射生長(zhǎng)了高度c軸取向生長(zhǎng)的單一六方相CdxZn1-xO薄膜，研究了熱處理對(duì)薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光的影響。結(jié)果表明：(a)經(jīng)過(guò)不同溫度(500-800℃)常規(guī)熱處理，隨著熱處理溫度的升高，CdxZn1-xO薄膜中Cd含量逐漸降低，且由于Cd的揮發(fā)而使薄膜出現(xiàn)孔洞，與此同時(shí)薄膜分相，而發(fā)光峰位由于薄膜中物相的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化。(b)經(jīng)N2氣氛下500-700℃快速熱處理(RTA)后的薄膜的光致發(fā)光強(qiáng)度顯著提高。隨著