低温外延生长平整ZnO薄膜

作者:赵鹏程; 张振中; 姚斌; 李炳辉; 王双鹏; 姜明明; 赵东旭; 单崇新; 赵海峰; 刘雷; 申德振
来源:发光学报, 2014, 35(05): 542-547.

摘要

在较低温度下实现平整ZnO薄膜的生长有利于ZnO的可控p型掺杂以及获得陡峭异质界面。本文使用分子束外延方法,采用a面蓝宝石为衬底,在450℃下生长了一系列ZnO薄膜样品。在富氧生长的条件下,固定氧流量不变,通过调节锌源温度来改变锌束流,以此调控生长速率。样品的生长速率为40100 nm/h。通过扫描电镜(SEM)表征发现:在高锌束流的生长条件下,样品表面有很多不规则的颗粒;降低锌的供应量后,样品表面逐渐平整。原子力显微镜(AFM)测试结果表明:样品的均方根表面粗糙度(RMS)只有0.238 nm,接近于原子级平整度。这种平整表面的获得得益于较低的生长速率,以及ZnO外延薄膜与a面蓝宝石衬底之间小的晶格失配。