Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Aug 2008)
Influence of different carrier gases on the properties of ZnO films grown by MOCVD
Abstract
ZnO films were grown on sapphire (001) substrate by atmospheric MOCVD using diethyl zinc and tertiary butanol precursors. The influence of different carrier gases (H<sub>2</sub> and He) on the properties was analyzed by their structural (XRD), microstructural (SEM) and compositional (SIMS) characterization. The intensity of the strongest diffraction peak from ZnO (002) plane was increased by about 2 orders of magnitude when He is used as carrier gas, indicating the significant enhancement in crystallinity. The surface of the samples grown using H<sub>2</sub> and He carrier gases was composed of leaf-like and spherical grains respectively. Hydrogen [H] content in the film grown using H<sub>2</sub> is higher than that using He, indicating that the [H] was influenced by the H<sub>2</sub> carrier gas. Ultraviolet emission dominates the low temperature PL spectra. The emission from ZnO films grown using He show higher optical quality and more emission centers.<br><br>Se depositaron películas de ZnO sobre sustratos de zafiro (001) utilizando dietil zinc y butanol terciario como precursores. La influencia de los diferentes gases portadores (H<sub>2</sub> y He) sobre las propiedades se estudió mediante la caracterización estructural (XRD), microestructural (SEM) y composicional (SIMS). La intensidad del pico de difracción más importante del plano (002) del ZnO aumentó en dos órdenes de magnitud cuando se utiliza He como gas portador indicando un incremento significativo de la cristalinidad. La superficie de las muestras crecidas utilizando H<sub>2</sub> y He está formada por granos en forma de hoja y de forma esférica respectivamente. El contenido en hidrógeno (H) en la película es mayor cuando se utiliza H<sub>2</sub> que cuando se utiliza He, indicando que la cantidad de hidrógeno está influenciada por el H<sub>2</sub> del gas portador. La emisión ultravioleta domina el espectro PL de baja temperatura. La emisión de las películas de ZnO utilizando He muestra mayor calidad óptica y más centros de emisión.
