ZnSe薄膜化學(xué)反應(yīng)助熱壁外延生長及性能表征.pdf

1、ZnSe作為一種重要的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料，具有禁帶寬、直接帶隙躍遷，激子束縛能大，光、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，這使其成為藍(lán)綠色發(fā)光、激光以及該波段相應(yīng)的光學(xué)非線性材料，在光發(fā)射器件、非線性光電器件和紅外器件等方面有著廣泛的應(yīng)用。目前ZnSe體單晶的制備技術(shù)尚不成熟，使用更多的是ZnSe薄膜和多晶。本文主要對ZnSe薄膜制備、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。 ZnSe薄膜的制備采用化學(xué)反應(yīng)助熱壁外延法，通過將新型化學(xué)氣相反應(yīng)促進(jìn)劑Zn(NH<,4

2、>)<,3>C<,15>引入到熱壁外延系統(tǒng)中，以二元素單質(zhì)Zn和Se為原料，直接在Si(111)襯底上生長了高質(zhì)量的ZnSe晶體薄膜。采用SEM、AFM、EDS、XRD和PL譜等技術(shù)研究了生長的ZnSe薄膜的形貌、成分和發(fā)光特性。研究了主要工藝參數(shù)對薄膜生長形貌和性能的影響。研究結(jié)果表明，熱壁溫度和生長時間是影響ZnSe薄膜形貌的主要因素；氣相反應(yīng)促進(jìn)劑在薄膜生長和調(diào)節(jié)成分方面扮演了關(guān)鍵角色，Zn(NH<,4>)<,3>C<,15>的存

3、在使得Zn(g)和Sez(g)合成ZnSe晶體的反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闅夤谭且恢路磻?yīng)，從而更容易獲得近乎理想化學(xué)計(jì)量比的ZnSe薄膜。 在以Zn(NH<,4>)<,3>C<,15>為輸運(yùn)劑或者反應(yīng)促進(jìn)劑，以單質(zhì)Zn和Se為原料生長ZnSe晶體時，為了得到最優(yōu)的生長條件，對Zn-Se-Zn(NH<,4>)<,3>C<,15>系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)分析，通過計(jì)算反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，Zn-Se-Zn(NH<,4>)<,3>C<,15>系統(tǒng)中存在的各氣相組