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摘要

FeCl3·6H2O用于單晶ZnO薄膜的濕法刻蝕。該方法對抑制酸蝕氧化鋅薄膜時通常觀察到的“W”形蝕刻輪廓有很大的影響。正如觸針輪廓儀和掃描電子顯微鏡所證實的那樣，在廣泛的蝕刻速率范圍內(nèi)獲得了“U”形輪廓和光滑的表面形態(tài)。據(jù)推測，由 X 射線光電子光譜檢測到的鐵沉積是形成合適的溶液流體力學(xué)參數(shù)的原因。通過超聲波處理可以輕松去除沉積層，這使得該過程易于控制。這些結(jié)果表明，該方法有望用于加工基于 ZnO 的光電器件。

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關(guān)鍵詞：蝕刻，X射線光電子能譜，深度剖析，氧化鋅

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介紹

近年來，ZnO 單晶薄膜引起了極大的關(guān)注，主要是因為它的直接寬帶隙（~ 3.4 eV）、大的自由激子結(jié)合能（~ 60 meV），因此其在短波長光電解耦中的應(yīng)用前景廣闊。在這些器件的制造中，例如發(fā)光二極管 (LED) 和激光二極管，臺面蝕刻方法起著重要作用。濕化學(xué)蝕刻的可能性是?ZnO 相對于另一種寬帶隙半導(dǎo)體 GaN 的根本優(yōu)勢。

各種各樣的 蝕刻劑如 HCl、HNO3、H3PO4 或 H3PO4/HAc/H2O 已用于 ZnO 的濕化學(xué)蝕刻 。在他們的研究中，一種特殊的酸被用作蝕刻劑。其機(jī)理是氧化鋅在酸溶液中反應(yīng)生成溶于水的鋅鹽，從而制成蝕刻圖案。然而，在酸蝕刻過程中觀察到的“W”形蝕刻輪廓。使器件具有開路，這阻礙了酸蝕刻劑在 ZnO 器件制造中的實際使用。到目前為止，還沒有進(jìn)行全面的研究來解決這個問題。

在這項研究中，一種新型蝕刻劑 FeCl3·6H2O 被用于 ZnO 蝕刻工藝。在較寬的蝕刻速率范圍內(nèi)，容易獲得“U”形蝕刻輪廓和光滑的蝕刻表面形態(tài)。這種蝕刻效應(yīng)源于蝕刻過程中產(chǎn)生的鐵沉積，這在形成合適的溶液流體力學(xué)參數(shù)方面起著關(guān)鍵作用。經(jīng)過幾個周期的超聲波處理后，沉積物可以完全去除。該方法有望用于制造基于 ZnO 的器件。

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實驗細(xì)節(jié)???略

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