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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳正桓
研究生(外文):Zheng-huan Chen
論文名稱:以自遮罩法成長氧化鋅磊晶
論文名稱(外文):Self-masked epitaxial lateral overgrowth of ZnO
指導教授:張六文
指導教授(外文):Liuwen Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:材料與光電科學學系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:側向成長氧化鋅階段成長
外文關鍵詞:LAOZnOTEM
相關次數:
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本研究使用水平式管狀爐進行化學氣相沉積, 以Zinc
2,4-pentanedionate monohydrate[Zn(C5H7O2)2.H2O]作為鋅的前驅物,在鋁
酸鋰(200)(γ-LiAlO2, LAO)單晶基板上沉積氧化鋅薄膜,利用在LAO 基板
上可同時成長兩種不同取向的氧化鋅磊晶的特性,先在高溫(650℃)下沉積
(10 1 0)氧化鋅當作遮罩,探討成長溫度與壓力對(0001)氧化鋅磊晶成長的
影響和其光電性質。
當成長溫度為575℃可看到有許多六角形貌的(0001)氧化鋅磊晶覆
蓋於表面,隨著成長溫度的下降,(0002)的氧化鋅磊晶的覆蓋率也逐漸降
低,當溫度降至470℃時,氧化鋅成核的速率比成長的速率快,造成垂直
基板生長的速率遠大於側向成長,形成奈米柱狀的形貌。在低反應壓力下
(50 torr)長出不規則形貌的氧化鋅磊晶,當升高反應壓力至200 torr,在
一些空隙位置之上,會有六角形的氧化鋅成核並結合,經XRD 結果推測
這些核種為(0002)的氧化鋅磊晶。根據氧化鋅(0002)磊晶的Rocking curve
分析發現,反應壓力增加,氧化鋅(0002)磊晶的取向分布較集中。而由
穿透式電子顯微鏡觀察發現在較高的溫度和壓力下,(0002)氧化鋅磊晶
生長模式傾向側向成長呈現倒三角形的形貌,當溫度降低(470℃)和壓
力的下降(100 torr),(0002)氧化鋅磊晶形成柱狀結構,在其頂端有擴張
的趨勢,此時的生長模式則偏向垂直基板方向生長。
根據激發光譜的量測可以發現,採用兩階段成長方式的磊晶,在黃、
綠光區域的峰值強度會比直接成長氧化鋅(0001)磊晶低,根據文獻顯示
造成黃光和綠光的激發是由於氧化鋅內部的缺陷所造成的,所以在此區域
峰值的下降,可能代表著氧化鋅內部缺陷的減少。
摘要...................................................................................................................... I
總目錄.................................................................................................................II
圖目錄............................................................................................................... IV
表目錄..............................................................................................................VII
第一章 緒論....................................................................................................... 1
1.1 前言.............................................................................................. 1
第二章 文獻回顧與理論基礎........................................................................... 3
2.1 化學氣相沉積法.......................................................................... 3
2.2 磊晶與基板之匹配度.................................................................. 5
2.2.1 彈性理論:虎克定律(Hooke’s law) ........................ 11
2.2.2 六方晶系磊晶常見的缺陷............................................. 16
2.3 異質磊晶的成長機制................................................................ 17
2.3.1 成核................................................................................. 20
2.3.2 層狀成長(Frank-van der Merwe mode).................... 21
2.3.3 島狀成長(Volmer-Webber mode) ............................. 21
2.3.4 混合成長(Stranski-Krastanov mode)........................ 22
2.3.5 異質磊晶薄膜中的應變釋放......................................... 22
2.4 磊晶側向成長(epitaxial lateral overgrowth, ELO).............. 24
第三章 實驗方法............................................................................................. 28
3.1 實驗方法.................................................................................... 28
3.2 磊晶成長.................................................................................... 28
3.2.1 基板準備......................................................................... 28
3.2.2 磊晶成長......................................................................... 28
III
3.3 氧化鋅薄膜分析........................................................................ 29
3.3.1 掃瞄式電子顯微鏡觀察與分析.................................... 29
3.3.2 X 光繞射分析.................................................................. 32
3.3.3 穿透式電子顯微鏡分析................................................. 32
3.3.3.1 剖面電子顯微鏡試片製作.......................................... 32
3.3.3.2 穿透式電子顯微鏡分析.............................................. 32
3.3.4 光激發光譜分析............................................................. 32
第四章 實驗結果............................................................................................. 34
4.1 低成長磊晶溫度對於氧化鋅生長模式與性質的影響........... 35
4.2 高成長磊晶溫度對於氧化鋅生長模式與性質的影響........... 40
第五章 討論..................................................................................................... 71
5.1 磊晶溫度對於氧化鋅磊晶成長模式與性質的影響............... 71
5.2 反應壓力對於氧化鋅磊晶成長模式與性質的影響............... 71
第六章 結論..................................................................................................... 73
第七章 參考文獻............................................................................................. 74
1. H. Amano, I. Akasaki, K. Hiramatsu, and N. Koide, Thin Solid Films, 163
(1988) 415.
2. I. Akasaki, H. Amano, Y. Koide, K. Hiramatsu, and N. Sawaaki, J. Cryst.
Growth, 98 (1989) 209.
3. H. Amano, M. Kito, K. Hiramatsu, and I. Akasaki, Jpn. J. Appl. Phys., 28
(1989) L2112.
4. S. Nakamura, M. Senoh, and T. Mukai, Jpn. J. Appl. Phys., 30 (1991) L1708.
5. S. Nakamura, T. Mukai, M. Senoh, and N. Iwasa, Jpn. J. Appl. Phys., Part2,
31 (1992) L139.
6. R. Triboulet and J. Perriere, Progress in Crystal Growth and Characterization
of Materials, 47 (2003) 65.
7. T. Koyama and S. F. Chichibu, J. Appl. Phys., 95 (2004) 7856.
8. F. Vigue, P. Vennegues, S. Vezian, M. Laugt, and J.-P. Fauie, Appl. Phys.
Lett., 79 (2001) 194.
9.P. Waltereit, O. Brandt, M. Ramsteiner, R. Uecker, P. Reiche, and K.H. Ploog,
J. Cryst. Growth, 218 (2000) 143.
10.M. M. C. Chou, L. Chang, H.-Y. Chung, T.-H. Huang, J.-J. Wu, C.-W. Chen,
J. Cryst. Growth, 308 (2007) 412.
11.O.-H. Nam, M. D. Bremser, T.S. Zheleva, and R. F. Davis, Appl. Phys. Lett.,
71 (1997) 2638.
12.H. O. Pierson, “Handbook of Chemical Vapor Deposition”, Second Edition,
1999, pp.12-31.
13.C. E. Morosanu, “Thin Films by Chemical Vapor Deposition”, 1990,
pp.102-107.
14.J. Zhao, L. Hu, Z.Wang, Z. Wang, H. Zhang,Y. Zhao, and X. Liang, J. Cryst.
Growth, 280 (2005) 455.
15.T. Makino, K. Tamura, C. H. Chia, Y. Segawa, M. Kawasaki, A. Ohtomo, H.
Koinuma , J. Appl. Phys., 92 (2002) 7157.
16.W. Y. Shiao, C. Y. Chi, S. C. Chin, C. F. Huang, T. Y. Tang, Y. C. Lu, Y. L.
Lin., L. Hong, F. Y. Jen, C. C. Yang, B. P. Zhang, and Y. Segawa, J. Appl.
Phys., 99 (2006) 054301.
17.M. J. Ying, X. L. Du, Y. Z. Liu, Z. T. Zhou, Z. Q. Zeng, Z. X. Mei, J. F. Jia,
H. Chen, and Q. K. Xue,Appl. Phys. Lett., 87 (2005) 202107.
18.K. Matsubara, P. Fons, A. Yamada, M. Watanabe, and S. Niki, Thin Solid
Films., 347(1999) 238.
19.G. H. Lee, Solid State Communications, 128 (2003) 351.
20.黃惠君,“The study of characterization microstructure defects of LiAlO2
crystal”, 國立中山大學材料科學研究所博士論文,(2008)。
21.D. P. Norton, Y. W. Heo, M. P. Ivill, K. Ip, S. J. Pearton, M. F. Chisholm,
and T. Steiner, Materials Today, 7 (2004) 34.
22.P. Waltereit, O. Brandt, and K. H. Ploog, Appl. Phys. Lett., 75 (1999) 2029.
23.J. Zou, S. Zhou, C. Xia, Y. Hang, J. Xu, S. Gu, and R. Zhang, J. Cryst.
Growth, 280 (2005) 185.
24.A. Ohtomo and A. Tsukazaki, Semicond. Sci. Technol. 20 (2005) S1.
25.G. H. Lee, Solid State Commun. 128 (2003) 351.
26.D. Andeen, L. Loeffler, N. Padture, F. F. Lange, J. Cryst. Growth, 259 (2003)
103.
27.J. Shen, S. Johnston, S. Shang, T. Anderson, J. Cryst. Growth, 240 (2002) 6.
28.Landolt-Bornstein, O. Madelung (Eds.), New Series, Group III:Solid State
Physics, Low Frequency Properties of Dielectric Crystals : Elastic
Constants, vol. 29a. Springer, Berlin, 1993.
29.F. Vigu’e , P. Venn’egue` s, S. V’ezian, M. Lau‥gt, and J. -P. Faurie, Appl.
Phys. Lett.,79 (2001) 194.
30.T. Y. Liu, A. Trampert, Y. J. Sun, O. Brandt, and K. H. Ploog, Phil. Mag.
Lett., 84 (2004) 435.
31.D. Gerthsen, D. Litvinov, Th. Gruber, C. Kirchner, and A.Waag, Appl. Phys.
Lett., 81 (2002) 3972.
32.H. P. Sun, X. Q. Pan, X. L. Du, Z. X. Mei, Z. Q. Zeng, and Q. K. Xue, Appl.
Phys. Lett., 85 (2004) 4385.
33.J. E. Ayers, ”Heteroepitaxy of semiconductor.”, 2006, pp. 105-127, 163-199,
355-389.
34.J. Mlynek, M. Linscheid, Transmission electron microscopy studies of GaN/
γ-LiAlO2 heterostructures, Ph. D Dissertation, Humboldt-Universität zu
Berlin Germany, (2004).
35.羅吉宗譯,“薄膜科技與應用(修訂版)”,全華科技圖書股份有限公司
出版,2005 年,pp. 5-14~5-15。
36.L. Jastrzebski, J. Cryst. Growth, 63 (1983) 493.
37.R. W. McClelland, C. O. Bozler, and J. C. C. Fan, Appl. Phys. Lett., 37
(1980) 560.
38.P. Vohl, C. O. Bozler, R. W. McClelland, A. Chu, and A. J. Strauss, J. Cryst.
Growth, 56 (1982) 410.
39.J. Park, P. A. Grudowski, C. J. Eiting, and R. D. Dupuis, Appl. Phys. Lett.,
72 (1998) 333.
40.H. Marchand, X. H. Wu, J. P. Ibbetson, P. T. Fini, P. Kozodoy, S. Keller, J. S.
Speck, S. P. Denbaars, and U. K. Mishra, Appl. Phys. Lett., 73 (1998) 747.
41.A. Usui, H. Sunakawa, A. Sakai, and A. A. Yamaguchi, Jpn. J. Appl. Phys.,
36 (1997) 899.
42.H. Miyake, A. Motogaito, and K. Hiramatsu, Jpn. J. Appl. Phys., 38 (1999)
1000.
43.W. Zhou, D. Ren, P. D. Dapkus, J. Crys. Growth, 290 (2006) 11.
44.S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T.
Matsushita, H. Kiyoku, Y. Sugimoto, T. Kozaki, H. Umemoto, M. Sano, K.
Chocho, J. Cryst. Growth, 189/190 (1998) 820.
45.D. Andeen, J. H. Kim, F. F. Lange, G. K. L. Goh, and S. Tripathy, Adv.
Funct. Mater., 16 (2006) 799.
46.黃鐙興,“磊晶於鋰酸鋁基板的氧化鋅薄膜成長機構研究與缺陷分
析”,國立中山大學材料科學研究所碩士論文 (2008)。
47.J. Lim, K. Shin, H.W. Kim, C. Lee, J.Lumin., 109(2004)181.
48.T. Tatsumi, M. Fujita, N. Kawamoto, M. Sasajima, Y. Horikoshi, Jpn. J.
Appl. Phys., 43(2004)2602.
49.J. Zou, S. Zhou, C. Xia, X. Zhang, F. Su, G. Peng, X. Li, J. Xu, Thin Solid
Films, 496(2006)205.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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