化学浴沉积法制备薄ZnSe薄膜的条件对其形貌和内部机械应力的影响

摘要： 采用化学浴沉积法，在ZnCl?–Na?EDTA–NaOH–NH?OH·HCl体系中以亚硒酸氢钠为硫族化剂，在玻璃陶瓷基板上制备了厚度达2300纳米的ZnSe薄膜。X射线衍射图谱中观察到的衍射峰对应立方晶系（空间群F43m，晶格常数a=5.610±0.002?）闪锌矿结构的ZnSe相。电子显微镜检测显示，ZnSe薄膜由紧密相邻的球状颗粒组成，其平均尺寸根据沉积条件不同为250-400纳米。能谱元素分析表明薄膜平均含有43.68原子%锌、30.50原子%硒和25.82原子%氧，其中氧浓度在30纳米深度处略有降低。计算了因ZnSe薄膜与玻璃陶瓷基板热膨胀系数差异产生的内机械压应力，该应力随薄膜厚度变化，在约1040纳米厚度时达到-30.62千牛/平方米。所得结果可排除前驱体层制备过程中随薄膜增厚可能出现的膜层不连续性，并有助于选择最佳基板材料。