在表面改型的p型Si襯底上制備非極性擇優(yōu)取向生長的氧化鋅薄膜.pdf

1、現(xiàn)階段國內(nèi)外對非極性ZnO的研究越來越受到關(guān)注，這是由于沿本征方向生長的ZnO會由于其自身結(jié)構(gòu)而引起壓電效應(yīng)及自發(fā)極化效應(yīng)，因此大大限制了薄膜器件的實(shí)際應(yīng)用，相比之下，非極性ZnO在結(jié)構(gòu)上有著天然的優(yōu)勢，因此，本文以制備非極性ZnO薄膜為實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼归_工作。本文工作分為兩部分，首先是利用濕化學(xué)刻蝕技術(shù)在單晶Si襯底上進(jìn)行表面改型，最終獲得形貌優(yōu)良的連續(xù)V槽襯底，并預(yù)想通過此法獲取隨機(jī)排列的ZnO薄膜;其次是用CBD法在單晶Si襯底上獲得不

2、同表面形貌的非極性ZnO薄膜，并以此作為pn結(jié)來探究其電學(xué)特性。主要研究內(nèi)容包括以下方面:
　　首先利用濕法各向異性刻蝕技術(shù)，選用5mol/L的KOH和1mol/L的IPA混合溶液作為刻蝕劑，采用磁控濺射方法制備TiO2薄膜作為刻蝕掩模，在單晶Si(100)襯底上獲得了排列整齊的“V”型溝槽結(jié)構(gòu)。討論了不同的刻蝕時間，不同清洗方式及其他因素對最終刻蝕形貌的影響。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著刻蝕時間的增加，“V”型溝槽的深度和寬度逐漸增加，同時

3、TiO2掩模不斷被消耗。當(dāng)掩模消耗殆盡后，已形成的溝槽結(jié)構(gòu)的尖端開始被腐蝕而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)惡化。水浴溫度控制在55℃，經(jīng)過35分鐘的刻蝕在160nm厚的TiO2掩模的保護(hù)下可以得到側(cè)壁較光滑平整的“V”型溝槽結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上沉積ZnO種子，在刻蝕Si襯底表面獲得具有特殊擇優(yōu)取向的種子并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)浴沉積。
　　其次在單晶p型Si襯底上制備沿非極性擇優(yōu)取向生長的ZnO薄膜，先從種子層的制備條件出發(fā)，在鋅離子濃度、勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速、預(yù)熱溫度