等离子体协助的ZnSMn外延层生长及其电致发光.pdf

等离子体协助的ZnS:Mn外延层生长及其电致发光. 张吉英，张振中，单崇新，钟国柱，刘益春，申德振 (中国科学院长春光学精密机械与物理研究所橄发态物理开放研究实验室，吉林长春 130021) 摘 要:在低压MOCVD条件下，采用等离子体协劝 作方便，又适于规摸化生产。当然MOCVD方法中 方法进行zns和Zns:M。外延层生长.在普通玻瑞 外延材料大都是用金属有机(Ma)源，这些MO源的 衬底上。150℃生长的zas外廷派由X光衍封语表明 分解沮度将直接影响衬底生长温度。村底沮度高。 有较吸的(111)衍劫峰，随生长盈度提高至350r-, 将限制外延薄腆的质t提高，且对传统用的玻瑞衬 位于 (111)的zns衍封峰位半高宽(626)变窄 底要求受到限制和成本提高.MOCVD制备ZnSeM:n (UP)，表明获得校高的zns外延层质f.由于 和ZnsM:n外延薄膜用的金属有机锰源中常用的一 来用等离子体协助分解，使TCM由原来热分解盔度 种被称为 “三短基甲墓环戊二烯基Mn(TCM). 500℃下降至 350C即可完成Zns:Mn外延层生长， 它通常的热分解温度很高，为 500-b00℃。但由于 并在亥遥下观浏到起因于Mn中心，发光峰位位于 TCM在室沮是液体状态，在MOCVD生长中使用方 596nn 的电致发光。’ 便，仍受到使用者青睐。为了降低丁CM分解温度 · 关妞词:等离子体协助MOCVD;ZnS:Mn外延层; 我们在选用TCM进行Zn(SC)S:Mn外延生长时.采 电致发光 用MOCVD在低压状态下由高频感应产生等离子体 放电过程使 M。在较低沮度下发生离解 (而不是书 1 引 言 热离解)，从而实现离子M.进入zn(Sc)S晶格，完 成Zn(Se)S:Mn外延层生长.其外延层生长沮度可由 功耗低的固体化、坚固、宜t轻的平板显示器 原来的500℃以上降到 350*C，在此沮度下用TCM 件一直受人育睐。基于ZnS:Mn橘黄色交流薄膜电 源生长Zn(Se)S:Mn外延薄膜获得高亮度擂黄色电致 致发光(ACTFE幼屏则符合上述特点。与其它平板显 示屏相比，Zns:Mfl由于受沮度影响小.因此该交流 发光还未见报道 · 屏除了民用外，更适于用在军事上，如作为留达的 终端显示等。通常ZnS:W 薄膜制备是采用真空蒸 2 实 验 发和溯射等方法。大t的事实已表明，提商薄膜质 t是改替器件发光特性的一个盆要途径。但由于传 实验中以二甲基Zn(DMZn),HsS(10%)和TCM 作为Zn,S和Mn撅.峨气为经记管纯化 (6N)的 统坡膜方法的固有缺陷，如无法遵免的成核过程 卜 将使提高薄膜质f、改普薄膜器件发光特性受到限 高纯瑞气·通常生长流且范围为DMZn(2-5)X1护 mwUmin,H=S-2XtdS-4XWmallmin,TCM=2X 制。为了克服传统被膜方法的缺陷.在80年代初人 10a-5X10`MDUmin.生长室压力是由机械泵配有压 们提出了利用分子束外延 (MBE)、原子层外延 力控制器、压力传感餐和真空砚润为一体控制的。 (ALE)和金月有机化学气相沉积 (MOCVD)等外 等离子体协助的Zns和ZnS:Mn生长时.生长压力 延技术来进一步提高薄膜质f.1981年Siunola等 人O1用ALE方法获得发光亮度为10000cd/m2,发光 为1.33X