生长温度周期调制的MOCVD法制备p型ZnO薄膜研究

ZnO的p型薄膜制备一直是难点，是目前制备ZnO pn结器件的主要障碍。研究表明：过低的生长温度有利于p型掺杂剂（如氮原子）的并入而获得较高的空穴浓度，但材料的结晶度却降低；如提高生长温度，虽有利于提高材料结晶度，但p型掺杂剂却不易并入。为解决这一问题，本项目通过对p型ZnO的MOCVD生长和掺杂机制的深入研究，创造性的将衬底基座改为具有吹气式快速升降温功能的双温区设计，实现了低温掺杂生长和高温快速退火在MOCVD中的巧妙结合。先利用低温生长将氮掺杂剂并入晶体，然后在高温下快速退火提高晶体质量，如此周期交替的生长温度调制生长，使稳定可控p型材料实现与二维平整单晶生长兼顾。在获得高性能的p型ZnO薄膜基础上，实现ZnO同质结LED电注入室温紫外发光（激子发光波长不大于400nm），为进一步实现ZnO异质结发光器件(如激光器)奠定基础。