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源温度对基于CVD 的ZnO:N 薄膜性能影响 1 1∗ 1 2 1 毛飞燕 ，邓宏 ，戴丽萍 ，袁兆林 ，汤采凡 1 电子科技大学微电子与固体电子学院，成都（610054 ） 2 电子科技大学物理电子学院，成都 (610054) E-mail ：fymao@ 摘 要：利用化学气相沉积 (CVD) 法，以Zn (OH) (O CCH ) ·2H O 为源，NH 为掺杂气 4 2 2 3 6 2 3 体,在不同源温度下沉积ZnO:N 薄膜，研究了样品的结构、光学、电学性能,结果表明：在源 温200℃时,薄膜的结晶质量变好;不同源温度下沉积的薄膜均呈n 型导电特性,在源温度 2V-1·s-1,近带边紫外发射峰明显 200 ℃时,薄膜的电阻率为86.82Ω·cm,载流子迁移率为19.2 cm 提高。 关键词: ZnO:N 薄膜；化学气相沉积法；源温；电阻率；光致发光 中图分类号：O484. 4 文献标识码：A 1 引言 ZnO 是一种重要的宽禁带 (常温下禁带宽度为 3. 37 eV) 氧化物半导体材料, 具有六角 纤锌矿结构，激子束缚能高达 60meV[1]，适合用来制造短波长半导体光电子器件，特别是工 [2-4] 作在紫外光到蓝光范围的发光二极管（LEDs ），激光二极管（LDs ）以及紫外光探测器 ， 有十分广阔的产业化应用前景。为了使 ZnO 薄膜能广泛应用于各类光电器件,制备出高质量 的 p 型 ZnO 薄膜成为当前主要瓶颈。理论研究表明，N 是最好的受主掺杂元素[5]，因为 N 与 O 的半径和电负性失配度相对较小，N 掺入 ZnO 薄膜后能引入较浅的受主能级。目前, 磁控溅射、脉冲激光沉积(PLD)、金属有机化学气相沉积（MOCVD ）、原子层外延（ALE ）、 分子束外延（MBE ）等方法都用来制备N 掺杂的 ZnO(ZnO:N)薄膜[6-10] 。 化学气相沉积法(CVD)具有成本低，容易控制，无毒，制备周期短，适用于大规模的工 业生产等优点。Dai 等人[11]利用 SSCVD 方法,以Zn (OH) (O CCH ) ·2H O 为源成功沉积出 4 2 2 3 6 2 ZnO 薄膜,但利于该源制备 ZnO:N 薄膜还未见报道。目前我们发现,很少人研究不同源温度对 CVD 方法沉积 ZnO:N 薄膜性能的影响, 因此研究不同源温度对ZnO:N 薄膜性能影响具有十 分重要的意义。 本文报道了以 Zn (OH) (O CCH ) ·2H O 为源，NH 为掺杂气体，利用 CVD 法制备的 4 2 2 3 6 2 3 ZnO:N 薄膜,重点研究了不同源温度对薄膜性能的影响。 2 实验 图 1 CVD 设备示意图 ZnO:N 薄膜的制备采用卧式的高温 CVD 管式炉，设备示意图如图 1 所示，尾气通过机 *本课题得到电子薄膜与集成器件国家重点实验室开放基金(编号：X0615) 的资助。 - 1 -