搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

CVD法制备p-ZnO薄膜/n-Si异质结发光二极管及其性能研究

冯秋菊 蒋俊岩 唐凯 吕佳音 刘洋 李荣 郭慧颖 徐坤 宋哲 李梦轲

引用本文:
Citation:

CVD法制备p-ZnO薄膜/n-Si异质结发光二极管及其性能研究

冯秋菊, 蒋俊岩, 唐凯, 吕佳音, 刘洋, 李荣, 郭慧颖, 徐坤, 宋哲, 李梦轲

p-ZnO thin film/n-Si heterojunction light-emitting diode fabricated by chemical vapor deposition and its characterization

Feng Qiu-Ju, Jiang Jun-Yan, Tang Kai, Lü Jia-Yin, Liu Yang, Li Rong, Guo Hui-Ying, Xu Kun, Song Zhe, Li Meng-Ke
PDF
导出引用
  • 利用简单的化学气相沉积方法, 首先在n-Si衬底上生长Sb掺杂p-ZnO薄膜, 并在此基础上制作了p-ZnO/n-Si异质结发光二极管.对制备的Sb掺杂ZnO薄膜 在800 ℃下进行了热退火处理, 发现退火后样品的晶体质量和表面形貌都得到明显提高, 并且薄膜呈现的电导类型为p型, 载流子浓度为9.56× 1017 cm-3. 此外, 该器件还表现出良好的整流特性, 正向开启电压为4.0 V, 反向击穿电压为9.5 V. 在正向45 mA的注入电流条件下, 器件实现了室温下的电致发光. 这说明较高质量的ZnO薄膜也可以通过简单的化学气相沉积方法来实现, 这为ZnO基光电器件的材料制备提供了一种简单可行的方法.
    The Sb-doped ZnO film/n-Si heterojunction is synthesized by simple chemical vapor deposition method. The quality of crystal and surface morphology of Sb-doped ZnO film are improved after annealing at 800 ℃, which exhibits effective p-type conductivity with a hole concentration of 9.56× 1017 cm-3. The properties of the p-ZnO/n-Si heterojunction photoelectric device are investigated. The resuets show that this device has good rectifier characteristics with a positive open electric of 4.0 V, and a reverse breakdown voltage of 9.5 V. The electroluminescent is realized at room temperature under the condition of forward current 45 mA. These results also confirm that the high-quality ZnO film can be prepared by the simple chemical vapor deposition method, which opens the way for simple preparation of materials applied to ZnO based opto-electronic device.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10804040, 11004020, 11004092)、辽宁省博士科研启动基金 (批准号: 20081081, 20101061)、大连市自然科学基金 (批准号: 2010J21DW020)和中科院 空间激光通信及检验技术重点实验室开放基金(批准号: KJJG10-1)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10804040, 11004020, 11004092), the Doctoral Scientific Research Starting Foundation of Liaoning Province (Grant Nos. 20081081, 20101061), the Nature Science Foundation of Dalian City (Grant No. 2010J21DW020), and the Key Laboratory of Space Laser Communication and Testing Technology, Chinese Academy of Sciences (Grant No. KJJG10-1).
    [1]

    Look D C 2001 Mater. Sci. Eng. B 80 383

    [2]

    Liu H X, Zhou S M, Li S Z, Hang Y, Xu J, Gu S L, Zhang R 2006 Acta Phys. Sin. 55 1398 (in Chinese) [刘红霞, 周圣明, 李抒智, 杭寅, 徐军, 顾书林, 张荣 2006 物理学报 55 1398]

    [3]

    Hu X Y, Tian H W, Song L J, Zhu P W, Qiao L 2012 Acta Phys. Sin. 61 047102 (in Chinese) [胡小颖, 田宏伟, 宋立军, 朱品文, 乔靓 2012 物理学报 61 047102]

    [4]

    Kang H S, Kim G H, Kim D L, Chang H W, Ahn B D, Lee S Y 2006 Appl. Phys. Lett. 89 181103

    [5]

    Ryu Y, Lee T S, Lubguban J A, White H W, Kim B J, Park Y S 2006 Appl. Phys. Lett. 88 241108

    [6]

    Liang H W, Feng Q J, Sun J C, Zhao J Z, Bian J M, Hu L Z, Zhang H Q, Luo Y M, Du G T 2008 Semicond. Sci. Technol. 23 025014

    [7]

    Zhao J Z, Liang H W, Sun J C, Bian J M, Feng Q J, Hu L Z, Zhang H Q, Liang X P, Luo Y M, Du G T 2008 J. Phys. D: Appl. Phys. 41 195110

    [8]

    Su S C, Lu Y M, Mei T 2011 Acta Phys. Sin. 60 096801 (in Chinese) [宿世臣, 吕有明, 梅霆 2011 物理学报 60 096801]

    [9]

    Fan X M, Lian J S, Guo Z X, Lu H J 2005 Appl. Surf. Sci. 239 176

    [10]

    Shantheyanda B P, Todi V O, Sundaram K B, Vijayakumar A, Oladeji I 2011 J. Vac. Sci. Technol. A 29 051514

    [11]

    Gupta V, Mansingh A 1996 J. Appl. Phys. 80 1063

    [12]

    Zhao J Z, Liang H W, Sun J C, Feng Q J, Li S S, Bian J M, Hu L Z, Du G T, Ren J J, Liu Y L 2011 Phys. Stat. Sol. (a) 208 825

    [13]

    Xiu F X, Yang Z, Mandalapu L J, Zhao D T, Liu J L, Beyermann W P 2005 Appl. Phys. Lett. 87 152101

    [14]

    Feng Q J, Hu L Z, Liang H W, Feng Y, Wang J, Sun J C, Zhao J Z, Li M K, Dong L 2010 Appl. Surf. Sci. 257 1084

    [15]

    Hwang D K, Kim H S, Lim J H, Oh J Y, Yang J H, Park S J, Kim K K, Look D C, Park Y S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 151917

    [16]

    Ahn C H, Kim Y Y, Kang S W, Cho H K 2007 Phys. B 401 370

    [17]

    Ryu Y R, Lee T S, White H W 2003 Appl. Phys. Lett. 83 87

    [18]

    Shan F K, Liu G X, Lee W J, Shin B C 2007 J. Appl. Phys. 101 053106

    [19]

    Li Y Y, Li Y X, Wu Y L, Sun W L 2007 J. Luminescence 126 177

    [20]

    Tao P C, Feng Q J, Jiang J Y, Zhao H F, Xu R Z, Liu S, Li M K, Sun J C, Song Z 2012 Chem. Phys. Lett. 522 92

    [21]

    Tsukazaki A, Kubota M, Ohtomo A, Onuma T, Ohtan i K, Ohno H, Chichibu S, Kawasaki M 2005 Jpn. J. Appl. Phys. 44 643

  • [1]

    Look D C 2001 Mater. Sci. Eng. B 80 383

    [2]

    Liu H X, Zhou S M, Li S Z, Hang Y, Xu J, Gu S L, Zhang R 2006 Acta Phys. Sin. 55 1398 (in Chinese) [刘红霞, 周圣明, 李抒智, 杭寅, 徐军, 顾书林, 张荣 2006 物理学报 55 1398]

    [3]

    Hu X Y, Tian H W, Song L J, Zhu P W, Qiao L 2012 Acta Phys. Sin. 61 047102 (in Chinese) [胡小颖, 田宏伟, 宋立军, 朱品文, 乔靓 2012 物理学报 61 047102]

    [4]

    Kang H S, Kim G H, Kim D L, Chang H W, Ahn B D, Lee S Y 2006 Appl. Phys. Lett. 89 181103

    [5]

    Ryu Y, Lee T S, Lubguban J A, White H W, Kim B J, Park Y S 2006 Appl. Phys. Lett. 88 241108

    [6]

    Liang H W, Feng Q J, Sun J C, Zhao J Z, Bian J M, Hu L Z, Zhang H Q, Luo Y M, Du G T 2008 Semicond. Sci. Technol. 23 025014

    [7]

    Zhao J Z, Liang H W, Sun J C, Bian J M, Feng Q J, Hu L Z, Zhang H Q, Liang X P, Luo Y M, Du G T 2008 J. Phys. D: Appl. Phys. 41 195110

    [8]

    Su S C, Lu Y M, Mei T 2011 Acta Phys. Sin. 60 096801 (in Chinese) [宿世臣, 吕有明, 梅霆 2011 物理学报 60 096801]

    [9]

    Fan X M, Lian J S, Guo Z X, Lu H J 2005 Appl. Surf. Sci. 239 176

    [10]

    Shantheyanda B P, Todi V O, Sundaram K B, Vijayakumar A, Oladeji I 2011 J. Vac. Sci. Technol. A 29 051514

    [11]

    Gupta V, Mansingh A 1996 J. Appl. Phys. 80 1063

    [12]

    Zhao J Z, Liang H W, Sun J C, Feng Q J, Li S S, Bian J M, Hu L Z, Du G T, Ren J J, Liu Y L 2011 Phys. Stat. Sol. (a) 208 825

    [13]

    Xiu F X, Yang Z, Mandalapu L J, Zhao D T, Liu J L, Beyermann W P 2005 Appl. Phys. Lett. 87 152101

    [14]

    Feng Q J, Hu L Z, Liang H W, Feng Y, Wang J, Sun J C, Zhao J Z, Li M K, Dong L 2010 Appl. Surf. Sci. 257 1084

    [15]

    Hwang D K, Kim H S, Lim J H, Oh J Y, Yang J H, Park S J, Kim K K, Look D C, Park Y S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 151917

    [16]

    Ahn C H, Kim Y Y, Kang S W, Cho H K 2007 Phys. B 401 370

    [17]

    Ryu Y R, Lee T S, White H W 2003 Appl. Phys. Lett. 83 87

    [18]

    Shan F K, Liu G X, Lee W J, Shin B C 2007 J. Appl. Phys. 101 053106

    [19]

    Li Y Y, Li Y X, Wu Y L, Sun W L 2007 J. Luminescence 126 177

    [20]

    Tao P C, Feng Q J, Jiang J Y, Zhao H F, Xu R Z, Liu S, Li M K, Sun J C, Song Z 2012 Chem. Phys. Lett. 522 92

    [21]

    Tsukazaki A, Kubota M, Ohtomo A, Onuma T, Ohtan i K, Ohno H, Chichibu S, Kawasaki M 2005 Jpn. J. Appl. Phys. 44 643

  • [1] 费翔, 张秀梅, 付泉桂, 蔡正阳, 南海燕, 顾晓峰, 肖少庆. 基于熔融玻璃的预沉积法生长毫米级单晶MoS2及WS2-MoS2异质结. 物理学报, 2022, 71(4): 048101. doi: 10.7498/aps.71.20211735
    [2] 陈新亮, 陈莉, 周忠信, 赵颖, 张晓丹. Cu2O/ZnO氧化物异质结太阳电池的研究进展. 物理学报, 2018, 67(11): 118401. doi: 10.7498/aps.67.20172037
    [3] 毛清华, 刘军林, 全知觉, 吴小明, 张萌, 江风益. p型层结构与掺杂对GaInN发光二极管正向电压温度特性的影响. 物理学报, 2015, 64(10): 107801. doi: 10.7498/aps.64.107801
    [4] 何月娣, 徐征, 赵谡玲, 刘志民, 高松, 徐叙瑢. 混合量子点器件电致发光的能量转移研究. 物理学报, 2014, 63(17): 177301. doi: 10.7498/aps.63.177301
    [5] 蒋昊天, 杨扬, 汪粲星, 朱辰, 马向阳, 杨德仁. SnO2/p+-Si异质结器件的电致发光:利用TiO2盖层提高发光强度. 物理学报, 2014, 63(17): 177302. doi: 10.7498/aps.63.177302
    [6] 杨世海, 金克新, 王晶, 罗炳成, 陈长乐. BaTiO3/p-Si异质结的整流特性和光诱导特性的研究. 物理学报, 2013, 62(14): 147305. doi: 10.7498/aps.62.147305
    [7] 刘静, 郑卫民, 宋迎新, 初宁宁, 李素梅, 丛伟艳. 量子限制受主远红外电致发光器件的制备与测量. 物理学报, 2010, 59(4): 2728-2733. doi: 10.7498/aps.59.2728
    [8] 朱海娜, 徐征, 赵谡玲, 张福俊, 孔超, 闫光, 龚伟. 量子阱结构对有机电致发光器件效率的影响. 物理学报, 2010, 59(11): 8093-8097. doi: 10.7498/aps.59.8093
    [9] 阚鹏志, 赵谡玲, 徐征, 孔超, 王大伟, 闫悦. ZnO纳米棒在聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑]固态阴极射线发光器件中的应用研究. 物理学报, 2010, 59(1): 616-619. doi: 10.7498/aps.59.616
    [10] 王艳新, 张琦锋, 孙 晖, 常艳玲, 吴锦雷. ZnO纳米线二极管发光器件制备及特性研究. 物理学报, 2008, 57(2): 1141-1144. doi: 10.7498/aps.57.1141
    [11] 张伟英, 邬小鹏, 孙利杰, 林碧霞, 傅竹西. ZnO/Si异质结的光电转换特性研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4471-4475. doi: 10.7498/aps.57.4471
    [12] 锁 钒, 于军胜, 邓 静, 蒋亚东, 王 睿, 汪伟志, 刘天西. 芴-咔唑新型共聚物/PVK掺杂体系的电致发光特性研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6685-6690. doi: 10.7498/aps.56.6685
    [13] 常艳玲, 张琦锋, 孙 晖, 吴锦雷. ZnO纳米线双绝缘层结构电致发光器件制备及特性研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2399-2404. doi: 10.7498/aps.56.2399
    [14] 孙 晖, 张琦锋, 吴锦雷. 基于氧化锌纳米线的紫外发光二极管. 物理学报, 2007, 56(6): 3479-3482. doi: 10.7498/aps.56.3479
    [15] 张国辉, 华玉林, 吴晓明, 印寿根, 牛 霞, 惠娟利, 王 宇, 张丽娟. 一种多层白色磷光有机电致发光器件的制备及性能研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5408-5412. doi: 10.7498/aps.56.5408
    [16] 欧阳晓平, 王 兰, 范如玉, 张忠兵, 王 伟, 吕反修, 唐伟忠, 陈广超. 金刚石膜探测器研制. 物理学报, 2006, 55(5): 2170-2174. doi: 10.7498/aps.55.2170
    [17] 王 坤, 姚淑德, 侯利娜, 丁志博, 袁洪涛, 杜小龙, 薛其坤. 用卢瑟福背散射/沟道技术研究ZnO/Zn0.9Mg0.1O/ZnO异质结的弹性应变. 物理学报, 2006, 55(6): 2892-2896. doi: 10.7498/aps.55.2892
    [18] 姜 燕, 杨盛谊, 张秀龙, 滕 枫, 徐 征, 侯延冰. 基于ZnSe的有机-无机异质结电致发光器件. 物理学报, 2006, 55(9): 4860-4864. doi: 10.7498/aps.55.4860
    [19] 侯林涛, 侯 琼, 彭俊彪, 曹 镛. 三元共聚物饱和红色电致发光研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5377-5381. doi: 10.7498/aps.54.5377
    [20] 刘 鲁, 范广涵, 廖常俊, 曹明德, 陈贵楚, 陈练辉. AlGaInP四元系材料渐变异质结及其在高亮度发光二级管器件中的应用. 物理学报, 2003, 52(5): 1264-1271. doi: 10.7498/aps.52.1264
计量
  • 文章访问数:  5809
  • PDF下载量:  874
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-11
  • 修回日期:  2012-10-30
  • 刊出日期:  2013-03-05

/

返回文章
返回