本课题主要探索用SiC为过渡层在Si基片上外延ZnO单晶薄膜,并研究其光电特性,以期制备出性能优异的光电器件。外延高质量ZnO薄膜是提高发光性能、制备良好的p-n结的基础,也是开ZnO光电器件的首要问题。同质外延由于价格昂贵而不利于推广应用,因此,采用价格低廉的异质外延制备ZnO单晶薄膜是值得探索和正在探索的方向。Si是非常成熟、应用最广而又价格最便宜的半导体材料,用Si基片外延ZnO不仅可以大大降低成本,而且有利于光电集成。但由于晶格失配和热失配严重,很难直接在Si上外延出ZnO单晶薄膜。本课题采用SiC作过渡层就是为了解决上述问题而提出的、国内外还没有人探索过的新方法。为此研制的具有独特功能的"连通式双反应室高温MOCVD设备",可避免ZnO和SiC在生长时的交叉污染,保证了该设想的实施。初步实验结果表明该方法不仅可改善ZnO薄膜的结晶状况,同时还可能产生新的特性,制备出新型光电器件。
本课题主要探索用SiC为过渡层在Si基片上外延ZnO单晶薄膜,并研究其光电特性,以期制备出性能优异的光电器件。制备高质量ZnO薄膜是提高发光性能、制备良好的p-n结的基础,也是研制ZnO光电器件的首要问题。由于ZnO的同质外延价格昂贵而不利于应用,因此,采用价格低廉的异质外延是值得探索的方向。用Si基片外延ZnO可以大大降低成本,而且有利于光电集成,但由于晶格失配和热失配严重,很难直接在Si上外延出ZnO单晶薄膜。本课题采用SiC作过渡层就是为了解决上述问题而提出的新方法。为了避免生长ZnO和SiC时的交叉污染,本课题组利用已]研制的"连通式双反应室高温MOCVD设备",使两种不相容的材料ZnO和SiC可以在同一个外延系统中生长。目前已取得了下述进展1)制备出X射线摇摆曲线半宽仅为0.2度的高质量SiC薄膜。2)基本实现了在Si衬底上通过SiC过渡层生长出ZnO单晶薄膜。3)试验了等离子辅助生长方法,不仅提高了生长速率和薄膜质量,还发现了可利用氮气裂解直接进行ZnO的p型掺杂。4)完成了p型SiC薄膜的初步探索,为下一步研究n-ZnO/p-SiC异质结及其电致发光打下基础。