ZnO 材料是一种宽禁带的多功能半导体光电材料，在许多领域都具有广泛的用途。例如，可用于制作紫外发光管和激光器、紫外探测器、高频表面声波器件、透明导电电极和声光换能器等，所以一直倍受研究人员的关注。特别是 1996 年， ZnO 薄膜室温光泵浦紫外激射的获得，又掀起了研究 ZnO材料尤其是 ZnO 薄膜的热潮。随后 ZnO 薄膜材料的研究工作不断取得进展。许多研究小组先后报道了 P 型材料的制备，氧化锌 PN 结和发光管的实现，以及 ZnO 的多元合金材料研究，低损、高频 ZnO 基表面声波滤波器的应用等。本论文以 MOCVD 制备方法为基础，系统的研究了 ZnO 多层薄膜结构的生长特性，分析了这些结构的突出特点，并有针对性的制备了高频声表面波滤波器件，获得了较好的结果。 本文系统地阐述了ZnO在结构、压电方面的特性；研究了以ZnO为基础的声表面波器件的基本特性，指出了高阻和平整的表面结构是制备声表面波器件的基本条件；分析了适合制备高频、低损声表面波器件所需的衬底材料；针对多层结构分析了器件的频率和温度特性；介绍了适合制备高质量ZnO 薄膜的新型等离子增强MOCVD 系统。该系统有许多创新之处，如利用DEZn和O2为源，采用分开通气方法，通过面向衬底座的喷枪通源；采用均匀结构电阻式加热器；采用无极变速高速旋转的衬底座；利用辅气路均匀下压气流抑制热上升气流等。该系能有效抑制预反应问题；解决了薄膜的生长均匀性问题；可利用等离子体发生装置对薄膜进行有效掺杂；适合制备高阻或P型ZnO 薄膜。 首次使用MOCVD法在金刚石单晶衬底上生长了ZnO薄膜结构，使用气流两步法对生长进行了优化，X光衍射谱图表明薄膜具有单一的趋向性。表面分析表明慢速生长有利于籽晶的长大，PL谱分析和光吸收分析证实了样品具有较强的紫外发射峰，通过生长的优化后内部的缺陷浓度得到了相应的减少。通过拉曼散射测试进一步证明生长的ZnO/Diamond薄膜具有一定的组群对称性。 在 MOCVD 法 生 长 中 ， 通 过 生 长 温 度 和 气 流 的 调 整 ， 改 善 了 1<WP=59>吉 林 大 学 硕 士 学 位 论 文ZnO/Diamond/Si结构的薄膜质量，使晶粒取向性得到了改善。通过表面扫描电镜的分析对样品的表面形貌进行了分析。PL光谱比较分析表明，低温生长的薄膜紫外发光质量很差，而高温生长的样品中存在不同强度的深能级发光峰。不同样品的光电子能谱对比表明通过优化，样品中与氧缺陷有关的峰逐渐减弱，对于最终的样品获得了较好的化学计量比。电学测试显示高温下的样品具有高阻和弱P型导电特性。 使用ZnO/Diamond/Si结构制备了声表面波滤波器件，获得了高阶模滤波频率0.8GHz的高频SAW滤波器。分析了不同波长和膜厚的器件对频率特性的影响，通过理论和实验分析表明，使用金刚石衬底后，表面波传播波速得到提高，滤波器的中心频率从600M上升到870M左右，分析表明在使用精细的光刻技术后，使用金刚石衬底有利于制备频率超过GHz的高频表面声波器件。 2