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

doi:10.7498/aps.62.057802

摘要

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.

关键词:

CVD /
p-ZnO /
异质结 /
电致发光

Abstract

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.

Keywords:

作者及机构信息

1.
辽宁师范大学物理与电子技术学院, 大连 116029

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.

Authors and contacts

1.
School of Physics and Electronic Technology, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China

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).

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