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、現階段國內外對非極性ZnO的研究越來越受到關注，這是由于沿本征方向生長的ZnO會由于其自身結構而引起壓電效應及自發(fā)極化效應，因此大大限制了薄膜器件的實際應用，相比之下，非極性ZnO在結構上有著天然的優(yōu)勢，因此，本文以制備非極性ZnO薄膜為實驗目的展開工作。本文工作分為兩部分，首先是利用濕化學刻蝕技術在單晶Si襯底上進行表面改型，最終獲得形貌優(yōu)良的連續(xù)V槽襯底，并預想通過此法獲取隨機排列的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結來探究其電學特性。主要研究內容包括以下方面:
　　首先利用濕法各向異性刻蝕技術，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”型溝槽結構。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。實驗中發(fā)現，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。當掩模消耗殆盡后，已形成的溝槽結構的尖端開始被腐蝕而導致結構惡化。水浴溫度控制在55℃，經過35分鐘的刻蝕在160nm厚的TiO2掩模的保護下可以得到側壁較光滑平整的“V”型溝槽結構并在此基礎上沉積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上進行化學浴沉積。
　　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、勻膠機轉速、預熱溫度