Abstract
近年來，氧化物半導體ZnO在發光元件上的應用不斷地被研究，其中又以UV laser、UV LED最受注目，而且p-type的研究瓶頸的突破與發現ZnO不一定要在單晶上才能發光，所以其結晶品質對發光性質的影響也廣受注目。本篇論文是以R.F. Sputtering來製備ZnO薄膜，改變其主要參數(瓦數、工作壓力、通氧比例)來研究對結晶品質、薄膜應力、結晶大小的影響，另外再觀察退火處理所造成的影響。我們用了下列的儀器來分析其特性：以XPS研究其chemical state、以AFM來觀察表面的morphology與晶粒大小、以及用PL來研究其UV光與可見光的發光特性。研究結果顯示在適當瓦數、高工作壓力、通適當比例的氧氣下，可以製備出結晶品質好，應力低的ZnO薄膜。而經過退火處理的試片可以改善其結晶品質與晶粒大小，應力會變成張應力的狀態，而且在退火溫度較低的過程中，我們可以觀察到有recovery的發生，而且在XPS的結果上也有發現這個現象。在不同溫度退火的研究中，關於發光特性方面，其不同顏色的可見光是和氧原子所在的位置(Zn site、interstitial site)有關，在低溫退火中，我們發現如果氧原子是站在interstitial的位置上，便可以發現橘光，另外隨著溫度的上升，氧原子會移動到Zn的位置上，所以便發出了綠色的光線，我們以光譜儀所量測的band-gap energy是3.22 eV，和我們所量測到的UV光的波長範圍是一樣的，所以我們推測其UV是和其band-to-band的影響有關，和一般與exciton有關的試片並不相同，另外我們並未觀察到其應力與所發UV光的不同，Near IR光則是和Zn有所關聯。