ZnO／AlN／Si（111）薄膜的外延生长和性能研究

用常压金属化学气相沉积法（MOCVD）在Si（111）衬底上制备了马赛克结构ZnO单晶薄膜。引入低温AlN缓冲层以阻止衬底氧化、缓解热失配和晶格失配。薄膜双晶X射线衍射2θ／ω联动扫描只出现了Si（111）、ZnO（000／）及AlN（000l）的衍射峰。ZnO／AlN／Si（111）薄膜C方向晶格常量为0．5195nm，表明在面方向处于张应力状态；其对称（0002）面和斜对称（101^-2）面的双晶X射线衍“摇摆曲线半峰全宽分别为460″和1105″；干涉显微镜观察其表面有微裂纹，裂纹密度为20cm^-1；3μm×3μm范围的原子力显微镜均方根粗糙度为1．5nm；激光实时监测曲线表明薄膜为准二维生长，生长速率4．3μm／h。低温10K光致发光光谱观察到了薄膜的自由激子、束缚激子发射及它们的声子伴线。所有结果表明，采用金属化学气相沉积法并引入AlN为缓冲层能有效提高Si（111）衬底上ZnO薄膜的质量。