射頻磁控濺射法制備Na-N共摻p型ZnO薄膜及其性能的研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種II－VI族直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體，室溫下禁帶寬度為3.37eV，激子束縛能為60meV。ZnO在光電、壓電和熱電等諸多領(lǐng)域都有其獨(dú)特的性能，具有十分廣闊的應(yīng)用空間和發(fā)展?jié)摿?。特別是在光電領(lǐng)域，ZnO是一種新型的短波長(zhǎng)發(fā)光器件半導(dǎo)體材料，制備可控的n型和p型ZnO晶體薄膜是實(shí)現(xiàn)ZnO基光電器件應(yīng)用的關(guān)鍵。目前，已經(jīng)能夠獲得具有優(yōu)異性能的n型ZnO晶體薄膜，然而，ZnO的p型摻雜卻遇到諸多困難。這是目前制約ZnO在實(shí)際

2、應(yīng)用中的瓶頸，也是ZnO研究中面臨的最大挑戰(zhàn)。這一課題也是本文研究的重點(diǎn)，本文即是以ZnO的p型摻雜為中心而展開(kāi)的。
　　 1.實(shí)現(xiàn)了Na-N共摻p-ZnO，并對(duì)Na-N共摻實(shí)現(xiàn)p-ZnO的生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　 我們采用Na2O-ZnO(99.99％)陶瓷靶，利用射頻磁控濺射法制備了一系列的Na-N共摻p-ZnO薄膜，并制備了ZnO基同質(zhì)p-n結(jié)。我們制備的薄膜在室溫下具有良好的結(jié)晶質(zhì)量和p型導(dǎo)電性。通過(guò)調(diào)試

3、不同的生長(zhǎng)參數(shù)，得到可靠的最優(yōu)電學(xué)性能：室溫電阻率為139.2Ωcm，遷移率為0.2cm2/Vs，空穴濃度為2.5×1017cm-3。
　　 2.對(duì)ZnO：N、ZnO：Na、ZnO：(Na，N)三種薄膜的性能進(jìn)行比較，并從XPS測(cè)試結(jié)果對(duì)Na-N共摻實(shí)現(xiàn)p-ZnO的機(jī)理進(jìn)行了深入的分析。
　　 我們分別采用純ZnO(99.99％)、0.5 at％Na2O-ZnO(99.99％)陶瓷靶，制備了一系列的ZnO：N、ZnO：N