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论文主要分为两大块:1、MOCVD方法在Si(111)衬底上生长ZnO薄膜的研究;2、硅基GaN交通绿LED的老化性能研究。 1、MOCVD方法在Si(111)衬底上生长ZnO薄膜的研究 ZnO,作为一种直接带隙宽禁带半导体材料,是继GaN之后半导体光电领域又一研究热点。尽管目前国际上已有p-i-n结ZnO LED,及已生长出高质量的ZnO薄膜,但是距离实际应用还有较大距离。目前ZnO薄膜大多数都是在蓝宝石衬底上生长的,但蓝宝石衬底昂贵,是电绝缘体,且导热性很差。而在Si衬底上生长ZnO薄膜的前景十分诱人,因为Si是目前最成熟的半导体材料。它不仅价格便宜,加工工艺成熟,而且容易控制导电类型和导电率,此外还具有较高的热导率。在硅上生长发光器件还有可能实现光电集成。然而由于ZnO与Si之间有较大的晶格失配和热失配,在Si衬底上直接生长ZnO薄膜非常困难。针对这种情况,在Si衬底上生长ZnO薄膜时需要引入不同的缓冲层来改善薄膜的结晶性能。本论文采用本实验室自行研制的常压MOCVD系统在Si(111)衬底上,通过引入一种新的过渡层(Ti金属过渡层)生长ZnO薄膜,并摸索了Ti/Si(111)模板上ZnO薄膜的生长条件。 采用常压MOCVD方法在Ti/Si(111)模板上生长ZnO薄膜。Ti薄膜的厚度为1-2nm。第一、以二乙基锌(DEZn)为锌源和去离子水为氧源生长ZnO薄膜时,低温ZnO缓冲层的生长时间不同,后续生长的ZnO薄膜的性能相差较大。通过比较,优化了二乙基锌为锌源时缓冲层的生长条件。第二、在相同的生长条件以及相同摩尔数的锌原子供应下,比较了两种锌源(DEZn和DMZn)对ZnO薄膜性能的影响,通过调节低温ZnO缓冲层生长温度和外延层中DMZn的流量,改善了薄膜的结晶性能。第三、以二甲基锌(DMZn)为锌源和去离子水为氧源生长ZnO薄膜时,综合分析了外延层中不同DMZn流量下生长的ZnO薄膜的双晶X射线衍射(DCXRD)的ω-摇摆曲线,粉晶衍射图谱及室温PL谱,结果表明:10ml/min的DMZn流量(源瓶温度为5℃)下生长的ZnO薄膜的性能较好;另外,还研究了低温ZnO缓冲层中DMZn流量对ZnO薄膜性能的影响,从粉晶测试结果中(002)衍射峰的峰位看,所生长的znO