近年来，随着光电子产业的发展，氧化锌(ZnO)和氮化镓(GaN)作为II-VI族和III-V族化合物半导体材料的代表受到人们的广泛关注与研究。ZnO作为一种宽禁带直接带隙化合物半导体材料，在常温下有3.37 eV的禁带宽度而且有多达60 meV激子束缚能，具有优异的光学和电学特性。非故意掺杂的氧化锌材料显n型，但进一步故意掺杂来实现p型导电还很困难。GaN也是一种宽禁带直接带隙半导体材料，其在室温下有3.39eV的禁带宽度，一般非故意掺杂的GaN材料也显n型，其载流子浓度较高。GaN的n型掺杂不难实现，且技术已经较成熟，稳定可靠的有效的p型掺杂技术也是近二十年刚刚突破的技术难关。氧化锌和氮化镓两种材料性质多有相似之处，又各有其独特的优点。因此，如何实现基于ZnO发光层的电注入发光器件成为目前研究的热点，而n-ZnO/ p-GaN异质结期望会实现这一目的。本论文对n-ZnO/AlGaN/p-GaN异质结进行了相关研究。

第1章　绪  论............................................................................................................... 1

1.1 论文研究主要内容....................................................................................................... 2

1.2 国内外现状..................................................................................................................... 2

第2章　薄膜的性质与制备方法......................................................................... 4

2.1 ZnO的基本性质............................................................................................................ 4

2.1.1 ZnO的晶体结构....................................................................................................... 5

2.1.2 ZnO的光学特性....................................................................................................... 7

2.1.3 ZnO的电学特性....................................................................................................... 8

2.1.4 ZnO薄膜的制备方法............................................................................................... 8

2.2 GaN薄膜基本性质....................................................................................................... 9

2.2.1 GaN的晶体结构....................................................................................................... 9

2.2.2 GaN的化学性质..................................................................................................... 10

2.2.3 GaN的光学性质..................................................................................................... 10

2.2.4 GaN的电学性质..................................................................................................... 11

2.2.5 GaN外延生长技术................................................................................................. 11

2.3异质结的MOCVD制备........................................................................................... 12

第3章　n-ZnO/p-GaN异质结发光二级管的制备与研究................... 17

3.1 p-GaN外延片的生长与研究................................................................................... 17

3.1.1 p-GaN薄膜的MOCVD生长................................................................................ 17

3.1.2 p-GaN薄膜表征与分析......................................................................................... 17

3.2 基于p型GaN衬底的n型ZnO薄膜的MOCVD生长............................... 19

3.3 n-ZnO/p-GaN异质结发光二极管的制备............................................................ 20

第4章　基于AlGaN电子阻挡层的ZnO异质结激子发光二极管的研制      23

4.1 AlGaN/p-GaN异质结的MOCVD制备............................................................... 23

4.2 n-ZnO/AlGaN/p-GaN异质结及其发光二极管的制备.................................... 24

4.3 n-ZnO/AlGaN/p-GaN异质结激子发光二极管特性研究............................... 24

第5章　结　论............................................................................................................. 29

参考文献............................................................................................................................. 30

该部分实验p-GaN外延层层的生长，首先在蓝宝石衬底上生长2µm的GaN层，然后在1000℃下在GaN外延层上生长500nm的Mg掺杂的p型GaN外延层，最后p型GaN外延层上生长15nm AlGaN电子阻挡层。其中Al的组分为15%，Ga的组分为85%，即Al₁₅Ga₈₅N。图2.13中给出了Al₁₅Ga₈₅N电子阻挡层生长的在位监测曲线。值得注意的是该曲线只是Al₁₅Ga₈₅N生长的在位监测曲线，并不含p-GaN/ GaN层生长的位监测曲线。