Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

סינתזה ואפיון של c-הציר הגבוה ZnO Thin Film ידי פלזמה משופרת מערכת הפקדת כימית החמקן וUV גלאי אור יישומה

Published: October 3, 2015 doi: 10.3791/53097
Automatic Translation
1, 1
1Institute of Manufacturing Technology and Department of Mechanical Engineering, National Taipei University of Technology (TAIPEI TECH)

Abstract

במחקר זה, תחמוצת אבץ (ZnO) סרטים דקים עם ג -axis (0002) נטייה גבוהה מועדפת היו מסונתזים בהצלחה וביעילות על גבי מצעי סיליקון (Si) באמצעות טמפרטורות מסונתזים שונות באמצעות שיקוע כימי פלזמה משופרת מערכת (PECVD). ההשפעות של טמפרטורות שונות מסונתזים במבנה הגבישי, מורפולוגיות פני השטח ותכונות אופטיות נחקרו. עקיפת רנטגן דפוסים (XRD) הצביעו על כך שעוצמת השיא (0002) עקיפה התחזקה עם טמפרטורה מסונתזת הגדלת עד 400 מעלות צלסיוס עוצמת העקיפה של שיא (0002) הפכה בהדרגה חלשה מלווה עם מראה של (10-10) שיא עקיפה כמו הטמפרטורה המסונתזת עד עודף של 400 מעלות צלסיוס Photoluminescence RT הספקטרום (PL) הציג להקה-קצה ליד חזק (Nbe) פליטה נצפתה בסביבות 375 ננומטר ופליטה ברמה עמוקה זניחה (DL) ממוקמת בסביבות 575 und ננומטראה גבוה ג -axis ZnO סרטים דקים. תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים סורקים פליטת שדה (FE-SEM) חשפו את פני השטח הומוגני ועם התפלגות גודל גרגר קטנה. הסרטים הדקים ZnO גם היו מסונתזים על גבי מצעי זכוכית באותם פרמטרים למדידת העברה.

לצורך יישום אולטרה סגול גלאי אור (UV), הפלטינה interdigitated (Pt) סרט דק (עובי ~ 100 ננומטר) מפוברק באמצעות תהליך קונבנציונלי אופטי ליתוגרפיה ותדר רדיו (RF) המקרטעת magnetron. כדי להגיע למגע ohmic, המכשיר היה מרותק בנסיבות ארגון ב 450 C o על ידי מערכת מהירה חישול תרמית (RTA) במשך 10 דקות. לאחר המדידות שיטתיות, הנוכחי המתח (אני - V) עקומה של תמונה ותוצאות תגובת פוטוני והשעה הנוכחיות תלויה כהות הציגה היענות טובה ואמינה, המצביע על כך הגבוה ג -axis סרט דק ZnO הוא שכבת חישה מתאימהליישום גלאי האור UV.

Introduction

ZnO הוא חומר מוליך למחצה מבטיח רחב-פס-פער תפקודי בשל מאפייניה הייחודיים כגון יציבות כימית גבוהה, עלות נמוכה, שאינו רעיל, כוח סף נמוך לשאיבה אופטית, פער להקה ישירה רחב (3.37 eV) ב RT ואקסיטון הגדול מחייב אנרגיה של ~ 60 מופתע נוכח 1-2. לאחרונה, סרטים דקים ZnO כבר מועסקים בתחומים רבים, כולל יישום סרטי תחמוצת מוליך (TCO) שקופים, מכשיר פולט אור הכחול, טרנזיסטורים אפקט שדה, וחיישן גז 3-6. מצד השני, תחמוצת אבץ הוא חומר מועמד להחליף תחמוצת אינדיום בדיל (איטו) בשל אינדיום ופח להיות נדירים ויקרים. יתר על כן, תחמוצת האבץ בעל העברה אופטית גבוהה באזור הגל הגלוי והתנגדות נמוכה בהשוואה לסרטי איטו 7-8. בהתאם לכך, ייצור, אפיון ויישום של ZnO כבר דיווחו בהרחבה. מחקר הנוכחי מתמקד בסינתזת ג -axis (0002) סרטים דקים גבוהים ZnO ידי פשוטד יעילות שיטה והיישום המעשי שלה כלפי גלאי אור UV.

ממצאי דו"ח מחקר שנערך לאחרונה מצביעים על כך שהסרט הדק באיכות גבוהה ZnO יכול להיות מסונתז על ידי טכניקות שונות, כגון שיטת סול-ג'ל, המקרטעת magnetron תדר רדיו, בתצהיר המתכת אורגני אדים כימיים (MOCVD), וכן הלאה 9-14. לכל טכניקה יש יתרונות והחסרונות שלה. לדוגמא, יתרון עיקרי של תצהיר המקרטעת הוא שחומרי היעד עם נקודת התכה גבוהה מאוד גמגמו מאמץ על גבי המצע. לעומת זאת, התהליך המקרטעת קשה לשלב עם ההמראה לבניית מבנה הסרט. במחקר שלנו, מערכת שיקוע כימי פלזמה משופרת (PECVD) הועסקה לסנתז באיכות גבוהה ג -axis סרטים דקים ZnO. הפגזת פלזמה היא גורם מפתח בתהליך הסינתזה שיכולה להגדיל את צפיפות סרט דקה ולשפר את תגובת שיעור פירוק יון 15. בבנוסף, שיעור הצמיחה הגבוה ותצהיר אחיד שטח גדול יתרונות ייחודיים אחרים לטכניקת PECVD.

פרט לטכניקת הסינתזה, הידבקות טובה על המצע היא נושא נחשב אחר. במחקרים רבים, ספיר -plane ג כבר בשימוש נרחב כמצע לסנתז גבוה ג -axis סרטים דקים ZnO כי ZnO והספיר יש את אותו מבנה סריג המשושה. עם זאת, ZnO היה מסונתז על מצע ספיר מציג מורפולוגיה משטח מחוספס וריכוזים גבוהים שייר (פגם-קשור) ספק בשל יוצלחים סריג הגדול בין ZnO וספיר -plane ג (18%) בכיוון בכיוון במטוס 16. לעומת מצע הספיר, רקיק Si הוא עוד מצע בשימוש נרחב לסינתזת ZnO. הוופלים Si נעשו שימוש נרחב בתעשיית המוליכים למחצה; וכך, הצמיחה של סרטים דקים באיכות גבוהה ZnO על מצעי Si היא מאוד חשובה ושנחוץsary. למרבה הצער, המבנה הגבישי ומקדם התפשטות תרמית בין ZnO וסי הם ללא ספק שונים שהוביל להידרדרות באיכות קריסטל. במהלך העשור האחרון, מאמצים רבים נעשו כדי לשפר את האיכות של סרטים דקים ZnO על גבי מצעי Si באמצעות שיטות שונות, כולל שכבות ZnO חיץ 17, חישול באווירת גז שונים 18, ופסיבציה של פני השטח מצע Si 19. המחקר הנוכחי הציע בהצלחה שיטה פשוטה ויעיל לסנתז גבוה ג -axis סרט דק ZnO על גבי מצעי Si ללא כל שכבת חיץ או טיפול מראש. תוצאות הניסוי הצביעו על כך שהסרטים הדקים ZnO מסונתז תחת טמפרטורת הצמיחה האופטימלית הראו גביש הטוב ואיכויות אופטיות. המבנה הגבישי, הרכב הפלזמה RF, מורפולוגיה פני השטח, והתכונות אופטיות של סרטים דקים ZnO נחקרו על ידי קרן ה- X עקיפה (XRD), ספקטרוסקופיה פליטה האופטית (OES), sc פליטת השדהמיקרוסקופ האלקטרונים אנינג (FE-SEM), וספקטרום photoluminescence RT (PL), בהתאמה. יתר על כן, העברה של סרטים דקים ZnO גם אישרה ודיווחה.

הסרט הדק ZnO כ- מסונתז שימש כשכבת חישה ליישום גלאי אור UV גם נחקרה במחקר זה. יש גלאי האור UV יישומי פוטנציאל גדולים בניטור UV, מתג אופטי, אזעקת אש, ומערכת טילי התחממות 20-21. ישנם סוגים רבים של photodetectors שבוצע כגון שלילי מהותי חיובי מצב (PIN) ומבני מתכת מוליכים למחצה מתכת (MSM) כוללים קשר ohmic וקשר וטקי. לכל סוג יש יתרונות משלה וחסרונות. נכון לעכשיו, מבני גלאי אור MSM משכו עניין אינטנסיבי בשל הביצועים המעולים שלהם בתגובתיות, אמינות ותגובה וזמן התאוששות 22-24. התוצאות שהוצגו כאן מראות שמצב קשר MSM ohmic הועסקלפברק גלאי אור UV מבוססים סרט הדק ZnO. כזה סוג של גלאי אור בדרך כלל מגלה היענות טובה ואמינה, המצביע על כך הגבוה ג -axis סרט דק ZnO הוא שכבת חישה מתאימה לגלאי אור UV.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הכנת תשתית וניקוי

  1. חותך מצעי סיליקון x 10 מ"מ 10 מ"מ מSi (100) רקיק.
  2. חותך x 10 מ"מ 10 מ"מ זכוכית מצעים.
  3. השתמש בשואב קולי כדי לנקות את מצעי סיליקון וזכוכית עם אצטון במשך 10 דקות, אלכוהול במשך 10 דקות, ולאחר מכן isopropanol במשך 15 דקות.
  4. יש לשטוף את מצעים עם מים ללא יונים (DI) שלוש פעמים.
  5. לפוצץ-לייבש את מצעים עם אקדח חנקן.

2. DEZn הכנה ושימור

הערה: Diethylzinc (C 2 H 5) 2 Zn, המכונה גם DEZn, היא תרכובת organozinc pyrophoric מאוד המורכבת של מרכז אבץ קשור לשתי קבוצות אתיל. אף פעם לא עובד לבד בעת שימוש DEZn. DEZn הוא רעיל מאוד ורגיש לחמצן ומים, כדי להיות בטוח שלא למקם את DEZn ליד המים. תמיד לובשים מסכות מגן והגנה על העין; כל הנהלים חייבים להתבצע בשכונה. והכי חשוב, שאינו בשימוש DEZn חייב bדואר מאוחסן בסביבת C 5 o.

הערה: השימוש הראשון של DEZn, בצע את שלב 2. אם לא, להתחיל את הניסוי בשלב 3.

  1. השתמש במזרק כדי להוציא 30 מיליליטר DEZn מהבקבוק ואז מזריק לתוך מבחנה ממוקמת בגליל פלדה.
  2. השתמש בצינור ברזל מגולוון להתחבר גליל הפלדה עם תא התגובה.
  3. השתמש במשאבה מכאנית ושסתומים כדור לשאוב את גליל הפלדה בסביבת ואקום (6 Torr).
    הערה: DEZn יהיה קשה מגיב עם חמצן, זה חייב להישמר בסביבת הוואקום.
  4. אחסן את DEZn שאינו בשימוש בסביבת C 5 o.

3. PECVD לשכת הכנה וסינתזה של תחמוצת האבץ Thin Films

הערה: התרשים סכמטי של שיקוע כימי פלזמה המשופרת מתואר באיור 1.

  1. הגדר את מרחק העבודה בין האלקטרודה מקלחת ושלב מדגם ב 30 מ"מ.
    2. <li> מניחים את מצעים על הבמה המדגם של תא תגובה במיקום הנכון שבו יש מרחק 3 סנטימטר מכניסת DEZn.
  2. פתח את המשאבה סיבובית ולפתוח בהדרגה את שסתומי שער ושסתום פרפר.
  3. חכה עד שלחץ הרקע של חדר הכור הוא נמוך מ -30 mTorr.
  4. סגור את שסתומי שער ופרפר השסתום, שמתחבר למשאבה סיבובית.
  5. לאחר מכן פתח את המשאבה טורבו ושסתומים שער יחסי להגיע ואקום גבוה של 3 x 10 -6 Torr.
  6. לאחר שהגיע למצב הוואקום הנחוץ, לפתוח את בקר החום ולחמם את הבמה המדגם לטמפרטורת הסינתזה (200, 300, 400, 500, ו -600 o C לפרמטרים ניסוי שונים).
  7. כאשר הטמפרטורה והלחץ להגיע לתנאי ההכרחי, לסגור את המשאבה טורבו ולאחר מכן פתח את השסתום שסתומים שער ופרפר שמתחבר למשאבה סיבובית בו-זמנית.
  8. לאחר מכן, לפתוח את שסתומי יניקת הגז ולהפעיל את ז הארגוןכזרימת בקר בו זמנית.
  9. זרימת הגז (.167 מיליליטר / sec) הארגון לתוך התא.
  10. הגדר את הלחץ קאמרי 500 mTorr.
  11. הפעל את מחולל RF (13.56 MHz) והתאמת הרשת, ולאחר מכן קבע את כוח RF ב 100 W לטיהור דגימות המשטח במשך 15 דקות.
  12. לאחר שסיים את הטיהור של דגימות, להפוך את כוח RF עד 70 W.
  13. לאחר מכן, להפעיל את שסתום בקר גז פחמן דו חמצני וכניסת גז.
  14. לזרום פחמן דו חמצני (0.5 מיליליטר / sec) לתוך התא.
  15. הגדר את לחץ העבודה בשעת 6 Torr.
  16. אחרי הלחץ קאמרי מגיע 6 Torr, לזרום הארגון הגבוה הטהור כגז מוביל (.167 מיליליטר / sec) לביצוע diethylzinc (DEZn) לתוך התא ושסתום כדור פתוח מחובר לDEZn בו זמנית. במקביל, מתחיל את הסינתזה של סרטי ZnO.
  17. המשך סינתזת הפלזמה של סרטי ZnO במשך 5 דקות.
  18. אחרי סרטי ZnO היו מסונתזים, seriatim לכבות את הגנרטור RF, שסתום כדור, קון החוםטרולר וכל זרימת גז הבקרים יחד עם שסתומי כניסת גז.
  19. קח את הדוגמא כאשר מדגם טמפרטורת הבמה מתקררת לRT. הערה: קצב הקירור הוא כ 1.8 o C / דקה.

4. הכנת התבנית דמוית Interdigitated על ZnO Thin Film כפי-מסונתז

הערה: סכמטי של התהליך ליתוגרפיה מתואר באיור 3.

  1. השתמש בצלחת חמה לאפות מדגם ZnO כ- ​​מסונתז ב 150 מעלות צלסיוס במשך 10 דקות.
  2. מניחים את המדגם על coater הספין, ולאחר מכן לוותר הפתרון הנוזלי של photoresist (S1813) עם 100 μl על מדגם ZnO.
  3. הפעל coater הספין ב 800 סל"ד במשך 10 שניות ולאחר מכן להאיץ ל -3,000 סל"ד במשך 30 שניות כדי לייצר שכבה אחידה דקה.
  4. לאפות רך מדגם ZnO מצופה photoresist בC o 105 למשך 90 שניות.
  5. לאחר הרכה-האפייה, להשתמש אור UV כדי לחשוף את Trou המדגם מצופה photoresist GH photomask ידי aligner מסכה. זמן החשיפה הוא 2 שניות והכוח הוא 400 W.
    הערה:. הדפוס של photomask מעוצב כדמוי interdigitated, שהוא 0.03 מ"מ רחב ומ"מ 4 ארוך (14 זוגות) ויש מרווח בין האלקטרודה של 0.15 מ"מ כמתואר באיור 2 ראוי לציין שרגיש לסך אזור הוא 84.32 מ"מ 2 לגלאי.
  6. לאחר הליך החשיפה, פינצטה השימוש לקליפ המדגם, ולאחר מכן לטבול את הסוללה במפתח המדולל (לערבב 50 מיליליטר של יזם ושל 150 מיליליטר מים deionized) באמצעות פעולות של מתנדנד מצד לצד במשך 35 של להשיג המדגם פיתח.
  7. יש לשטוף את המדגם פיתח עם מים די ויבש עם גז חנקן.
  8. השתמש במיקרוסקופ האופטי כדי לבדוק את הדפוס שלם. אם לא, השתמש באצטון כדי להסיר את photoresist וחזור על שלבים 4.2-4.7 עד הדפוס המושלם הושג.
  9. קשה לאפות המדגם ב 120 מעלות צלסיוס במשך 20 דקות.

התחת = "jove_title"> 5. בתצהיר של Pt למעלה אלקטרודה וכימי ההמראה

  1. השתמש במערכת המקרטעת magnetron RF להפקיד שכבה דקה מוליכה Pt (100 ננומטר) בחלק העליון של המדגם שפותח לפני שתמשיך להליך ההמראה כימי.
  2. הגדר את המרחק בין היעד ומצע ב -13 מ"מ.
  3. השתמש במשאבה המכנית להגיע ואקום גס של 5 mTorr.
  4. לאחר מכן, השתמש המשאבה טורבו להשיג ואקום גבוה של 7 x 10 -7 Torr.
  5. חכה עד שהתא מגיע לוואקום הגבוה, לסגור את המשאבה טורבו ולפתוח את המשאבה המכנית לאחר מכן.
  6. זרימת גז הארגון ב0.3 מיליליטר / sec לתא על ידי זרימת mas בקר עד הלחץ קאמרי להגיע לחץ העבודה של 100 mTorr.
  7. הפעל הישיר הנוכחי (DC) לפרוק אספקת חשמל ולהגדיר את כוח DC ב 15 W למקרטע האלקטרודה הסרט הדק Pt על המדגם של 25 דקות.
  8. לאחר שכבת אלקטרודה Pt הופקדה על ידי sputt magnetronering שיטה, להוציא את המדגם מהתא.
  9. לטבול את המדגם לתוך נוזל אצטון לתהליך ההמראה כימי על ידי שואב קולי כדי להסיר את photoresist.
  10. קבע את זמן הניקוי ב1 דקות כדי להסיר ביסודיות photoresist, ולאחר מכן לקבל את האלקטרודה Pt כמו-interdigitated על הסרט הדק ZnO.

6. תהליך הרכבה עצמי

  1. מניחים את מדגם Pt / ZnO המפוברק-כלמערכת להרכבה העצמית.
  2. השתמש במשאבה המכנית וסתום שער לשאוב את הלחץ קאמרי הרכבה העצמית 20 mTorr.
  3. חכה עד שהלחץ קאמרי מגיע 20 mTorr, לזרום גז ארגון ב0.3 מיליליטר / sec לתוך התא ולהגדיר את לחץ העבודה של 5 Torr.
  4. לאחר מכן, לקבוע את קצב החימום כמו C / דקת 100 o.
  5. לאחר מכן, לחשל המדגם ב 450 מעלות צלסיוס במשך 10 דקות.
  6. ברגע מרותק, לחכות עד שהמדגם מתקרר לRT, ואז לקחת את הדגימה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ZnO (0002) סרטים דקים עם גבוה ג -axis נטייה העדיפה היה מסונתזים בהצלחה על Si מצעים באמצעות מערכת PECVD. פחמן דו חמצני (CO 2) וdiethylzinc (DEZn) שמשו כמבשרי חמצן ואבץ, בהתאמה. המבנה הגבישי של סרטים דקים ZnO התאפיין עקיפה X-ray (איור 4), מצביע על כך שהסרט הדק ZnO מסונתז בC o 400 עם השיא (0002) עקיפה החזקה. כאשר הטמפרטורה המסונתזת מוגברת עד 500 מעלות צלזיוס, השיא (0002) העקיפה נחלש מלווה עם מראה של (10-10) שיא עקיפה. במיוחד, כל הפסגות העקיפה ZnO ייעלמו כאשר הטמפרטורה המסונתזת מוגדרת ב 600 מעלות צלסיוס ב-- אתר OES הועסק כדי לפקח על ההרכב כימי פלזמה במהלך תהליך ZnO מסונתז (איור 5). התוצאות מצביעות על כך שZn, O 2 (איור 6 א-ה). המשטח הומוגני ועם התפלגות גודל גרגר קטנה התקבלו ב 300 ו 400 מעלות צלסיוס התכונות אופטיות של שכבות דקות ZnO נקבעו על ידי ספקטרום PL (איור 7). התוצאות מצביעות על כך שהסרטים הדקים ZnO מסונתזים ב 300 ו 400 מעלות צלסיוס מראה פליטת Nbe חזקה ועם פליטת DL זניחה. בנוסף, משמרות פליטת Nbe לאורך גל קצר עם הגדלת הטמפרטורה 300-600 מעלות צלסיוס מדידת העברה מצביעה על כך שיש לי הסרטים הדקים ZnO מסונתז ב 200, 300 ו- 400 C o שקיפות טובה עם העברה ממוצעת גלויה גבוהה יותר מ -80% (איור 8 א-ב). מעניין לציין, כי העברה סירבה dramatically כאשר הטמפרטורות המסונתזת הוגדלו עד עודף של 500 מעלות צלסיוס

הביצועים של גלאי אור UV בשילוב עם סרט דק ZnO ואלקטרודה interdigitated Pt נחקרו. מהמאפיינים, הנוכחי של גלאי האור היה ברור משופר תחת תאורת אור, בהשוואה לזה בתנאים חשוכים (איור 9). זה היה גם לצפות שאני - עקומות V הן סימטריות, משקף MSM ohmic קשר בין התנהגות הסרט הדק ZnO ואת האלקטרודה Pt. תגובת הצילום הנוכחי תלוי הזמן של גלאי האור נמדדה עם כיבוי והפעלת אור UV (38 mW / 2 סנטימטר) חמש פעמים בהטיה של 5V (איור 10).

איור 1
איור 1. תרשים סכמטי של ד האדים כימיים הפלזמה המשופרתמערכת eposition. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2. תרשים סכמטי של גלאי אור UV מבוסס ZnO בשילוב עם אלקטרודה interdigitated Pt. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
תרשים איור 3. זרימה של התהליך ליתוגרפי לאלקטרודה interdigitated Pt המפוברק על סרטי ZnO מסונתזים על מצעי סיליקון. שלב () משתמש בצלחת החמה לאפות סרט הדק ZnO כ- ​​מסונתז ב 150 o C במשך 10 דקות כדי להסיר את הלחות על פני השטח. שלב (ב) מעילי ספין photoresist על סרט דק ZnO. שלב (C) הרך אופה מדגם ZnO מצופה photoresist ב 105 מעלות צלסיוס במשך 90 של להסרת ממס photoresist עודף. שלב (ד ') חושף אור UV דרך photomask ל2s. שלב (E) משתמש במפתח כדי להסיר את photoresist. שלב (F) קשה אופה המדגם בC o 120 במשך 20 דקות כדי להפוך את שכבת הגנה עמידה יותר להכנה המקרטעת magnetron RF הבא. שלב (G) משתמש המקרטעת magnetron RF להפקיד רובד Pt דק על המדגם שפותח. שלב (H) משתמש באצטון כדי להרים-מהמדגם. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

_upload / 53,097 / 53097fig4.jpg "/>
דפוסי עקיפה 4. רנטגן איור לסרטים הדקים ZnO מסונתזים בטמפרטורות סינתזה שונות נע 200-600 מעלות צלסיוס רנטגן היה נפלט על ידי קרינת Cu K α (λ = 1.54 א). זווית הסריקה נקבעה בין 30 O 80 O, גודל צעד היה 0.01 o וזמן לצעד היה 0.15 שניות. השיא העקיפה ZnO (0002) ממוקם ב34.24 o, ואילו השיא העקיפה ZnO (10-10) ממוקם ב31.59 o. הפסגות העקיפה אחרים מגיעות מאותות מצע. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5
איור 5. ב-- אתר ספקטרום OES לפלזמת RF במהלך סרט דק ZnO המסונתזת ב 400 מעלות צלסיוס נתונים אושרו מהתייחסות 28. פסגות אותות ממוקמים ב449, 517 ו559 ננומטר נקבעים כמינים CO. פסגות האותות ממוקמים ב466, 471 ו -482 ננומטר נקבעים כמינים Zn, וננומטר 634 נקבע כ2 מיני O. האותות המורכבים הממוקמים בטווח שבין 325 ננומטר ו430 נקבעים כמינים פירוק של DEZn. זמן המעקב היה 7 שניות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 6
איור תמונות SEM 6. מטוס-נוף לסרטים הדקים ZnO מסונתזים בטמפרטורות סינתזה שונות מיל, כולל 200 (ב) 300 (ג) 400 (ד) (א) 500, ו- (ה) 600 מעלות צלסיוס, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 7
איור 7. ספקטרום RT PL לסרטים הדקים ZnO מסונתזים בטמפרטורות סינתזה שונות נע 200-600 מעלות צלסיוס PL מדידה המשמשת 325 ננומטר לייזר הוא-Cd מתחת ל -100% יעילות כוח הלייזר. זמן החשיפה היה 10 שניות. טווח הגילוי היה 325-750 ננומטר. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

י"ש "> איור 8
איור 8. ספקטרום אופטי העברה לסרטים הדקים ZnO מסונתזים בטמפרטורות סינתזה שונות ספקטרום העברה אופטית אופייני נמדד 400-800 ננומטר ().; ערכי העברה (ב) ממוצע כפונקציה של טמפרטורת הסינתזה. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 9
איור 9. אני -. מאפייני V של גלאי האור המפוברק ZnO סרט דק המבוססים UV המדידה הייתה תחת תאורת אור UV 325 ננומטר עם צפיפות הספק של 38/2 סנטימטר (עקומה אדומה) mW ומצב הכהה (עקומה שחורה), והאשכים היו במתח הטיה מ -10 V ל -10 V. לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 10
איור 10. תגובת פוטוני תלוי זמן לגלאי אור UV מבוסס סרט דק ZnO. המדידה בוצעה על 5 פעמים הפיכת מיתוג בחוגים / כיבוי בהטיה של 5 V תחת אור UV (38 mW / 2 סנטימטר), שבו שניהם התור און וזמן כיבוי של אור UV היו 10 שניות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

צעדים ושינויים קריטיים

בשלב 1, מצעים יש לנקות ביסודיות וצעדי 1.3-1.5 אחריו כדי לוודא שאין גריז או זיהומים אורגניים ואי-אורגניים במצעים. כל גריז או זיהומים אורגניים ואי-אורגניים על פני השטח המצע משמעותי יפחית את ההידבקות של הסרט.

שלב 2 הוא ההליך החשוב ביותר לפני תהליך הכנת סרט ZnO. DEZn הוא רעיל מאוד ואלימות מגיבה עם מים ובקלות מציתה במגע עם אוויר. DEZn חייב להיות מוזרק בזהירות לתוך צילינדר הפלדה ולאחר מכן נשאב אל 6 Torr מייד. בשלב 3, לוודא שכל פרמטר וצעד ניסיוני הושלם באופן מדויק כי גם הגדרות שונות מעט יובילו לתוצאות שונות.

שלב 4 חייבת להתבצע במעבדה ליתוגרפיה וחדר נקי, כדי למנוע תאורת אור שאינו UV ודאפקטים של חלקיקי זיהום Ust-pollutionor. בשלב 5, כוח של אספקת החשמל הפריקה DC יש להעלות לאט; אחרת יעד Pt יהיה שבור. בשלב 6, צריכים להיות ממוקמות הדגימות באמצע החדר להרכבה העצמית על מנת להבטיח שהמדגם יכול להיות מחומם באופן אחיד.

ניתוח נתונים

הטמפרטורה המסונתזת היא פרמטר קריטי לסינתזה באיכות גבוהה ג -axis סרט דק ZnO כי מקדמי התפשטות התרמית והשפעת מתח חוסר התאמה תרמית עם אנרגיית interfacial בין הסרטים הדקים ZnO ומצע Si יכולים להשפיע על הנטייה קריסטלוגרפיים באופן משמעותי. זה יכול להיות שנצפה באופן ברור מדפוסים (איור 4) XRD. שיא ZnO העקיפה (0002) החזק ביותר הושג ב 400 מעלות צלסיוס, מצביע על כך שהטמפרטורה היא טמפרטורה מסונתזת אופטימלית לסינתזת ג -axis ZnO סרט דק על מצע Si ידי שיטת PECVD. עם עלייה נוספתבטמפרטורה מסונתזת עד 500 המעלות צלסיוס, שהובילה להידרדרות באיכות קריסטל ZnO. יתר על כן, הסרט הדק ZnO יומר לשלב אמורפי כאשר הטמפרטורה המסונתזת נקבעה על 600 מעלות צלסיוס ניתן להניח כי מספיק הטמפרטורה הגבוהה (כלומר, C 400 O) יכולה לספק מספיק אנרגיה, שיפור היכולת של מולקולות כדי למצוא את האתר היציב וכתוצאה מכך הסרט הדק ZnO עם איכות גבוהה גביש. במקביל, הפגמים הנפוצים כוללים משרות פנויות, interstitials, ונקעים בZnO מופחתים גם. עם זאת, ZnO יהיה לפרק למולקולות Zn וO 2 כאשר טמפרטורה גבוהה מוגזמת (כלומר, 500 ו -600 מעלות צלסיוס) הועסקו 25. יתר על כן, מקדמי התפשטות תרמית השונים בין ZnO (6.7 x 10 -6 K -1) 26 סרט דק וסי (4.18 x 10 -6 K -1) 27 מצע ב 900 K יניבו str חוסר ההתאמה התרמיאפקט עין עם אנרגיית interfacial. התופעות לעיל יכולות להתדרדר איכות הקריסטל של סרט דק ZnO, וכתוצאה מכך רב-גבישי או אמורפי השלב.

לניטור ההרכב הכימי הפלזמה במהלך התהליך ZnO מסונתז, ב-- ניתוח ספקטרום OES באתרו של הפלזמה RF בוצע (איור 5). תוצאת ניתוח OES מאוירת כי שלוש פסגות פליטת Zn חזקות הופיעו סביב 475 ננומטר ופסגות פליטה שונות אחרות נקבעו כאותות O 2 ו- CO 28. יתר על כן, כמה פסגות פליטה מסובכות ממוקמות בטווח שבין 325 ננומטר ו430 נקבעות כמינים פירוק של DEZn. המידע מועיל לעיל עולה כי OES הוא כלי שימושי עבור ב-- ניטור באתרו של הרכב כימי פלזמה במהלך התהליך מסונתז.

המורפולוגיות של הסרטים הדקים ZnO המשטח נצפו על ידי FE-SEM <strong> (איור 6 א-ה). ניתן לראות כי ZnO מסונתז ב 300 ו 400 מופע C o צפוף עם דגנים כדוריים ועם התפלגות גודל גרגר קטנה. בהשוואה למצב שמסונתז, סרטים דקים ZnO אחרים להפגין משטח פרוע ובלתי סדיר, רומז polycrystalline או שלב אמורפי. ראוי לציין כי תמונות SEM עולות בקנה אחד עם תוצאות XRD הקודמות.

התכונות אופטיות נקבעו על ידי ספקטרום RT PL עם 325 ננומטר לייזר הוא-CD. ממדידת PL (איור 7), כל הסרטים הדקים ZnO להראות לשיא פליטה חזק Nbe ממוקם בסביבות 375 ננומטר, המיוחס לרקומבינציה של חופשיים אקסיטונים דרך תהליך התנגשות אקסיטון-אקסיטון 29. במקביל, הפסגות רחבות הקשורות לפגם DL הפליטה ממוקמות בסביבות 575 ננומטר מתקבלות כאשר הטמפרטורות המסונתזת נקבעו ב 200 ו 500 מעלות צלסיוס כמו כן, נמצא כי יש לו את פליטת Nbe כחולה-משמרתלאורכי גל קצרים יותר עם עלייה בטמפרטורה מסונתזת. באופן כללי, פליטת DL מכונה זיהומים ופגמים מבניים שונים בשלב ZnO כגון פנוי חמצן וביניים אבץ 30, וblueshift בשל מתח איזוטרופי שייר החזק בסרט הדק ZnO 31. לכן, התוצאות משקפות PL שהטמפרטורה המסונתזת יכולה להשפיע באופן משמעותי את התכונות אופטיות של סרטים דקים ZnO. בין כל דגימות ZnO, רק שתי דוגמאות שהיו מסונתזים ב 300 ו 400 o C להראות שיא נשלט Nbe פליטה ופליטת DL זניח המלווה את השיא העקיפה הגבוה (0002) XRD.

השקיפות לכל הסרטים הדקים ZnO מסונתז נמדדה על ידי ספקטרום העברה (8A איור) והערך הממוצע העברה עבור כל דגימת ZnO כבר מחושב (איור 8 ב). הערך הממוצע של העברת דגימות ZnO מסונתז ב 200, 300nd 400 מעלות צלסיוס באזור הגלוי כל היא כ -80%, אך הדגימות מסונתזים ב 500 ו 600 o C להראות העברה נמוכה יחסית, במיוחד למדגם ZnO מסונתז ב 600 מעלות צלסיוס הסיבה להעברה המופחתת של מדגם ZnO מסונתז בטמפרטורה גבוהה יותר עדיין לא ברורה עד עכשיו. עם זאת, הגבוה ג -axis ZnO כיוון המועדף עם שקיפות גבוהה הושג, מצביע על כך שהאופי יכול לשמש עבור התקני תחמוצת אבץ גבוהה העברה עתידיות המבוססים אופטו.

בגלל שלב ZnO יכול לספוג מולקולות חמצן בסביבה הכללית ובdesorb מולקולות חמצן תחת תאורת UV, ניתן להשתמש בו כגלאי אור UV. מולקולות חמצן יכולות לספוג על משטח תחמוצת אבץ על ידי לכידת אלקטרונים חופשיים מפס ההולכה של ZnO [O 2 + E - → O 2 -], אשר מניב שכבת דלדול קרוב לפני השטח, שהוביל לירידה משמעותיתמוליכות של תחמוצת האבץ. כאשר ZnO הוא מואר על ידי אנרגיית פוטון יותר מ פער להקה של תחמוצת האבץ (כלומר, אור UV), זוגות אלקטרון-חור יופקו [h ʋ → דואר - + H +]. ספקים אלה מזוגות אלקטרון-חור יעברו לכיוון פני השטח ולנטרל את מולקולות חמצן adsorbed [H + + O 2 - → O 2]. מולקולות חמצן נטרול מאמץ יכולות desorb יוצרים את פני השטח של תחמוצת אבץ, מה שהופך את עליית המוליכות באופן משמעותי. לכן, על פי תאוריה זו, הגבוה ג -axis ZnO סרט דק שימש כשכבת חישה לפברק גלאי אור UV. מאפייני זיהוי UV של גלאי האור / ZnO המפוברק Pt נחקרו ואישרו על ידי מדידה אני - עקומת V עם ובלי תאורת אור UV ותגובה בזמן תלוי פוטוני (איור 9 ו -10). התנהגות סימטרית ברורה יכולה להיות Observed, מצביע על כך שקשר ohmic איכות גבוהה הושג בממשק Pt / ZnO לאחר הפוסט-מרותק בארגון ב 450 C o על ידי הרכבה עצמית. לדברי מדדתי - עקומות V, הנוכחי האפל הוא כ 0.36 מילי-אמפר והצילום הנוכחי הוא כ 4.3 מילי-אמפר בשעת 5 V, המציין את ההבדל בין הנוכחי UV מואר והמצב כהה. בגלל הביצועים של גלאי אור UV הוא קריטיים תלויים בזמני התגובה והתאוששות שלה, תגובת צילום הנוכחית תלוי הזמן יושמה. זמן התגובה מוגדר בדרך כלל כשעה להתקרב 90% מהתמונה-הזרם המרבי, וזמן החלמה הוא הזמן להירקב עד 10% מהתמונה-הזרם המרבי. ממדידת תגובת צילום הנוכחית תלוי הזמן, התגובה וזמן החלמה הם בערך 3 ו -9 של, בהתאמה. יתר על כן, אור UV היה מופעל לסירוגין חמש פעמים לבדיקת האמינות. על פי המדידות לעיל, גלאי אור UV מבוסס ZnO ​​מראה מהירהיענות ואמינות גבוהה, אשר יכול לשמש בפיתוח פוטנציאל ליישום גלאי אור UV מסחרי.

לסיכום, מחקר הנוכחי מספק שיטה לסנתז גבוה ג -axis כיוון מועדף סרט דק ZnO על גבי מצעי Si ידי PECVD עם בקרה טובה של הטמפרטורה המסונתזת. ג האופטימלי -axis סרט דק ZnO היה מסונתז ב 400 C o מראה אופייני תחרותית ופונקציונלית במונחים של מבנה הגבישי, רכוש אופטי, ושקיפות לאור הנראה. גלאי אור UV מבוססי ZnO בשילוב עם אלקטרודה interdigitated Pt עם קשר ohmic מציג היענות מהירה ואמינות גבוהה תחת אור UV (-2 סנטימטרים 38 mW) בהטיה של 5 V. עבודה נוכחי זה יכול להיות כיוון יקר ויישום הן במחקר ותעשייה.

יתרונות וחסרונות של טכניקת PECVD פוטנציאל

Chem משופר פלזמהשיקוע iCal (PECVD) הוא טכניקה שימושית שכבר מועסק לסנתז סרטים דקים ממדינת אדים למצב מוצק במצעים. הפלזמה היא מקור בדרך כלל על ידי DC או RF אספקת חשמל בין האלקטרודה מקלחת בדרך משמשת כאלקטרודה עליונה ושלב מדגם משמש בדרך כלל כאלקטרודה תחתונה, בהתאמה. החלל שבין שתי אלקטרודות אלה מתמלא תגובות הכימיות מהגזים מגיב. אוריינטצית הגביש ורכב המדגם תלויה במצב הסינתזה והיחס של מבשרים מגיב. לדוגמא, DEZn וCO 2 כמבשרים שמשו לספק מקורות אבץ וחמצן לסינתזת ZnO סרט דק, בהתאמה. ברור, הפלזמה היא תכונה העיקרית בטכניקה זו. באמצעות הסיוע משופר הפלזמה, אטומים או מולקולות מיוננים מגיב ביעילות לפזר על פני השטח המצע, ולאחר מכן בקלות מגיבים עם אטומים מיוננים שכנים או מולקולות ליצירת configuratio הצפוף גבוהסרט n דק. כתוצאה מכך, יכולות להיות חשופות כל הדגימות להפגזת יון אנרגטית בתהליך הסינתזה.

בגלל תגובת הפלזמה ברציפות מתרחשת במהלך תהליך הסינתזה, היתרונות העיקריים של טכניקת PECVD כוללים: הטמפרטורה הנמוכה הסינתזה (א), כמעט יכולות להיות מסונתזת כל הדגימות בטמפרטורה נמוכה (100-450 מעלות צלסיוס), (ב) גבוה מצב יחס היבט זמין (אם שימוש בצפיפות גבוהה פלזמה), שיעור גבוה בתצהיר (ג), (ד) מקלחת מופעל RF עם אספקת גז מותאמת, מספקת עיבוד פלזמה אחידה, אחידות פני השטח סרט דקה טובה (ה), (ו) כימית מבנה הרכב יכול להיות נשלט היטב.

עם זאת, טכניקת PECVD כרוך תגובה כימית והפצצת פלזמה צפיפות גבוהה, ויש לו כמה מגבלות וחסרונות. התהליך כולו יהיה לייצר מספר רב של זיהומים כימיים וחלקיקים, טיפול זהיר והמתאים הנדרש. גבוהגזים טהורים נחוצים בטכניקה זו, לכן ההגבלה של מבשר ספציפי כגון DEZn שיכול להיות מעובד בפתרון. אם אין לו את המקור היכולת לפזר בחלק הממס להכין מבשר נדיפים, הגז המוביל לא לספק את הגז מגיב לתא לעשות סינתזה. יתר על כן, למרות הפגזת פלזמה בצפיפות גבוהה יכולה לשפר את האחידות ואיכות של סרט דק, מתח שיורי גבוה ייווצר כתוצאה מכך ההפסקה של הסרט הדק. כמו כן, טכניקה זו צריכה מערכת אספקת חשמל נוספת DC או RF המוביל לקצת יותר גבוה בעלות לעומת תצהיר קונבנציונלי אדים כימיים (CVD).

כיוונים ויישומים עתידיים

פרמטרים תהליך רבים כגון לחץ עבודה, הרכב גז, קצב זרימת גז, חשמל RF, מבשר מגיב ואחרים כולם תלויים זה בזה לסינתזה דקה סרטים בטכניקת PECVD. רק השינוי של טמפרטורת סינתזה נחקר בזה הציג מחקר. יש עדיין הרבה עבודה הדורשת לחקירה נוספת על המגבלות והיכולות בטכניקה זו. לדוגמא, הרכב הגז יכול להשתנות ההרכב של שכבות דקות ולחץ עבודה יכול להשפיע על הנתיב החופשי הממוצע של גזים מיוננים, אשר יניבו תצורת סרט דקה מגוונת. לכן, עבודה בעתיד תדרוש להבנה נוספת כיצד לתפעל את איכות הקריסטל או נכסים באמצעות פרמטרים שהוזכרו לעיל.

טכניקת PECVD כבר בשימוש נרחב בייצור של הסינתזה של שכבות דקות על המוליכים למחצה, אשר בדרך כלל דורש טמפרטורה נמוכה תהליך. שיטת PECVD כבר מותר ושימשה לסנתז סרט דק על מצעי הפולימרים, אשר יכול גם להיות מועסק ביישום התקנים גמיש. בנוסף ליישום בטמפרטורה הנמוך, יש לנו כבר מפוברק סרט דק ZnO הלא-קוטבי על ידי הגדלת טמפרטורת הסינתזה, אשר יכול לשמש בHIGh-יעילות האור דיודה טכנולוגיית חיישן סביבתית (LED) או.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה כלכלית על ידי משרד המדע והטכנולוגיה והמועצה הלאומית למדע של רפובליקה העממית של סין (nos חוזה. המל"ל 101-2,221-E-027-042 והמועצה לביטחון לאומי 101-2,622-E-027-003-CC2). תודה DH ווי האוניברסיטה הלאומית של טייפה טכנולוגיה (טייפה TECH) לד"ר שכטמן בפרס פרס.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
RF power supply ADVANCED ENERGY RFX-600
Butterfly valve MKS 253B-1-40-1
Mass flow controller PROTEC INSTRUMENTS PC-540
Pressure controller MKS 600 series 
Heater UPGRADE INSTRUMENT CO. UI-TC 3001
Sputter gun AJA INTERNATIONAL A320-HA
DEZn 1.5M ACROS ORGANIC USA, New Jersey also called Diethylzinc (C2H5)2Zn
Spin coater  SWIENCO PW - 490
I-V measurement Keithley Model: 2400
Photocondutive measurement  Home-built
UV light sourse Panasonic ANUJ 6160
Mask aligner Karl Suss MJB4
Photoresist Shipley a Rohm & Haas company S1813
Developer Shipley a Rohm & Haas company MF319
Silicon wafer E-Light Technology Inc 12/0801
Glass substrate CORNING 1737 P-type / Boron

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Choppali, U., Kougianos, E., Mohanty, S. P., Gorman, B. P. Influence of annealing on polymeric derived ZnO thin films on sapphire. Thin Solid Films. 545, 466-470 (2013).
  2. Bedia, F. Z., et al. Effect of tin doping on optical properties of nanostructured ZnO thin films grown by spray pyrolysis technique. J. Alloy. Compd. 616, 312-318 (2014).
  3. Liu, W. S., Wu, S. Y., Hung, C. Y., Tseng, C. H., Chang, Y. L. Improving the optoelectronic properties of gallium ZnO transparent conductive thin films through titanium doping. J. Alloy. Compd. 616, 268-274 (2014).
  4. Baik, K. H., Kim, H., Kim, J., Jung, S., Jang, S. Nonpolar light emitting diode with sharp near-ultraviolet emissions using hydrothermally grown ZnO on p-GaN. Appl. Phys. Lett. 103, 091107 (2013).
  5. Han, S. J., Huang, W., Shi, W., Yu, J. S. Performance improvement of organic field-effect transistor ammonia gas sensor using ZnO/PMMA hybrid as dielectric layer. Sens Actuator B-Chem. 203, 9-16 (2014).
  6. Chizhov, A. S., et al. Visible light activated room temperature gas sensors based on nanocrystalline ZnO sensitized with CdSe quantum dots. Sens Actuator B-Chem. 205, 305-312 (2014).
  7. Li, C., et al. Effects of substrate on the structural, electric and optical properties of Al-doped ZnO films prepared by radio frequency magnetron sputtering. Thin Solid Films. 517, 3265-3268 (2009).
  8. Ellmer, K. Resistivity of polycrystalline zinc oxide films: current status and physical limit. J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 3097 (2001).
  9. Wang, F. G., et al. optical and electrical properties of Hf-doped ZnO transparent conducting films prepared by sol-gel method. J. Alloy. Compd. 623, 290-297 (2015).
  10. Senay, V., et al. ZnO thin film synthesis by reactive radio frequency magnetron sputtering. Appl. Surf. Sci. 318, 2-5 (2014).
  11. Chi, P. W., Su, C. W., Jhuo, B. H., Wei, D. H. Photoirradiation caused controllable wettability switching of sputtered highly aligned c-axis-oriented zinc oxide columnar films. Int. J. Photoenergy. 2014, 765209 (2014).
  12. Jamal, R. K., Hameed, M. A., Adem, K. A. Optical properties of nanostructured ZnO prepared by a pulsed laser deposition technique. Mater. Lett. 132, 31-33 (2014).
  13. Kobayashi, T., Nakada, T. Effects of post-deposition on transparent conductingZnO:B thin films grown by MOCVD. Jpn. J. Appl. Phys. 53, 05FA03 (2014).
  14. Chao, C. H., et al. Postannealing effect at various gas ambients on ohmic contacts of Pt/ZnO nanobilayers toward ultraviolet photodetectors. Int. J. Photoenergy. 2013, 372869-1155 (2013).
  15. Barankin, M. D., Gonzalez II, E., Ladwig, A. M., Hicks, R. F. Plasma-enhanced chemical vapor deposition of zinc oxide at atmospheric pressure and low temperature. 91, 924-930 (2007).
  16. Fons, P., et al. Uniaxial locked epitaxy of ZnO on the α face of sapphire. Appl. Phys. Lett. 77, 1801 (2000).
  17. Ko, H. J., Chen, Y., Hong, S. K., Yao, T. akafumi MBE growth of high-quality ZnO films on epi-GaN. J. Cryst. Growth. 209, 816-821 (2000).
  18. Park, D. J., Lee, J. Y., Park, T. E., Kim, Y. Y., Cho, H. K. Improved microstructural properties of a ZnO thin film using a buffer layer in-situ annealed in argon ambient. Thin Solid Films. 515, 6721-6725 (2000).
  19. Kim, M. S., et al. Nitrogen-passivation effects of Si substrates on the properties of ZnO epitaxial layers grown by using plasma-assisted molecular beam epitaxy. J. Korean Phys. Soc. 56, 827-831 (2010).
  20. Li, G. M., Zhang, J. W., Hou, X. Temperature dependence of performance of ZnO-based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors. Sens. Actuator A-Phys. 209, 149-153 (2014).
  21. Wang, X. F., et al. superhigh gain visible-blind UV detector and optical logic gates based on nonpolar a-axial GaN nanowire. Nanoscale. 6, 12009-12017 (2014).
  22. Inamdar, S. I., Rajpure, K. Y. High-performance metal-semiconductor-metal UV photodetector based on spray deposited ZnO thin films. J. Alloy. Compd. 595, 55-59 (2014).
  23. Tian, C. G., et al. Effects of continuous annealing on the performance of ZnO based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors. Mater. Sci. Eng. B-Adv. Funct.Solid-State Mater. 184, 67-71 (2014).
  24. Chen, H. Y., et al. Realization of a self-powered ZnO MSM UV photodetector with high responsivity using an asymmetric pair of Au electrodes. J. Mater. Chem. C. 2, 9689-9694 (2014).
  25. Subramanyam, T. K., Srinivasulu Naidu,, S,, Uthanna, S. Effect of substrate temperature on the physical properties of DC reactive magnetron sputtered ZnO films. Opt. Mater. 13, 239-247 (1999).
  26. Iwanaga, H., Kunishige, A., Takeuchi, S. Anisotropic thermal expansion in wurtzite-type crystals. J. Mater. Sci. 35, 2451-2454 (2000).
  27. Okaji, M. Absolute thermal expansion measurements of single-crystal silicon in the range 300-1300 K with an interferometric dilatometer. Int. J. Thermophys. 9, 1101-1109 (1988).
  28. Pearse, R. W. B., Lichtenberg, A. J. The identification of molecular spectra. , 4th ed, Chapman and Hall. (1976).
  29. Chao, C. H., Wei, D. H. Growth of non-polar ZnO thin films with different working pressures by plasma enhanced chemical vapor deposition. Jpn. J. Appl. Phys. 53, 11RA05 (2014).
  30. Lin, B., Fu, Z., Green Jia, Y. luminescent center in undoped zinc oxide films deposited on silicon substrate. Appl. Phys. Lett. 79, 943-945 (2001).
  31. Koida, T., et al. Radiative and nonradiative excitonic transitions in nonpolar (110) and polar (000) and (0001) ZnO epilayers. Appl. Phys. Lett. 84 (110), 1079 (2004).

Tags

הנדסה גיליון 104 סרט דק ZnO, גלאי אור UV שיקוע כימי פלזמה משופרת diethylzinc (DEZn) חיישן אלקטרודה interdigitated Pt קשר ohmic,
סינתזה ואפיון של c-הציר הגבוה ZnO Thin Film ידי פלזמה משופרת מערכת הפקדת כימית החמקן וUV גלאי אור יישומה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chao, C. H., Wei, D. H. Synthesis… More

Chao, C. H., Wei, D. H. Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application. J. Vis. Exp. (104), e53097, doi:10.3791/53097 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter