氧分压对磁控溅射ZnO薄膜生长行为和光学特性的影响

无机材料学报, 2008, 23(6): 1096-1100. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2008.06.002

氧分压对磁控溅射ZnO薄膜生长行为和光学特性的影响

刘明 ^1, , 魏玮 ^2, , 曲盛薇 ^3, , 谷建峰 ^4, , 马春雨 ^5, , 张庆瑜 ^6,

1.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

2.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

3.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

4.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

5.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

6.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

基金项目: 国家自然科学基金(10605009;10774018) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2007CB616902)

关键词： ZnO薄膜 , 反应磁控溅射 , 形貌分析 , 光学特性

Effect of Oxygen Pressure on the Growth Behavior and Optical Properties of ZnO Films

采用反应射频磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射,透射光谱和室温光致荧光光谱等分析技术,研究了氧分压对薄膜的表面形貌和光学特性的影响.研究结果显示:0.04～0.23Pa的氧分压范围内,ZnO薄膜存在三个不同的生长模式,薄膜生长模式转变的临界氧分压分别位于0.04～0.08Pa和0.16～0.19Pa之间;在0.16Pa以下时,ZnO薄膜的表面岛呈+c取向的竹笋状生长;当氧分压＞0.19Pa时,薄膜的表面岛以-c取向生长为主;ZnO薄膜的折射率,光学带隙宽度以及PL光谱强度均随着氧分压的增大而增大,氧分压为0.19Pa时,薄膜的发光峰最窄,其半峰宽为88meV.

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