摻氮氧化鋅薄膜的制備和p型轉變研究.pdf

1、ZnO是一種直接帶系半導體化合物，其室溫禁帶寬度為3.37eV，激子束縛能為60meV，光子增益為320cm-1，因此ZnO薄膜作為具有優(yōu)良的壓電、光電、氣敏、壓敏等性質的材料，在透明導體、發(fā)光元件、太陽能電池窗口材料、光波導器、單色場發(fā)射顯示器材料、高頻壓電轉換、表面聲波元件、微傳感器以及低壓壓敏電阻器等方面具有廣泛的用途。但是未摻雜ZnO薄膜由于其本征缺陷造成的化學計量比失衡特別是氧空位(Vo)和鋅間隙原子(Zni)使其成為天然的n

2、型半導體。而理論計算預言了氮元素可以在ZnO薄膜中形成淺的受主能級，進而實現p型導電。 本文主要采用了射頻磁控濺射法制備氮摻雜ZnO薄膜，同時在成功制備氮摻雜ZnO薄膜的基礎上又采用在基片上施加偏壓的方法制備了氮摻雜ZnO薄膜，并對兩種氮摻雜ZnO薄膜晶體結構，表面形貌，導電率等相關物理性能進行了分析。主要內容如下： 第一章簡述了氮摻雜ZnO薄膜的研究背景及意義，介紹了有關ZnO薄膜的晶體結構、制備方法、缺陷、應用和產業(yè)

3、化前景以及國內外相關的一些研究概括。 第二章首先介紹了磁控濺射的發(fā)展和原理，敘述了薄膜的沉積過程，并綜述了氮摻雜ZnO薄膜的表征技術。 第三、四章主要介紹了以射頻磁控濺射方法制備ZnO薄膜、氮摻雜ZnO薄膜及儀器操作的步驟，并對薄膜晶體結構、表面形貌、熒光光譜、電阻率進行了對比分析。利用XRD研究了薄膜的成分和晶體結構，利用SEM研究了薄膜的形貌；利用熒光分光光度計研究了薄膜的發(fā)光性能，采用電阻率測試儀對薄膜的電阻率進行