p型透明導電cualo2薄膜及pcual0.8o2nznoal異質(zhì)結(jié)二極管的制備與性能研究

1、分類號密級UUUUDDDDCCCC編號桂林電子科技大學碩碩碩碩士士士士學學學學位位位位論論論論文文文文題目目目目pppp型透明導電型透明導電型透明導電型透明導電CuAlOCuAlOCuAlOCuAlO2222薄膜及薄膜及薄膜及薄膜及pCuAlpCuAlpCuAlpCuAl0.80.80.80.8OOOO2222nZnO:AlnZnO:AlnZnO:AlnZnO:Al異質(zhì)結(jié)二極管的制備與性能研究異質(zhì)結(jié)二極管的制備與性能研究異質(zhì)結(jié)二極管的制

2、備與性能研究異質(zhì)結(jié)二極管的制備與性能研究（英文）（英文）PreparationpropertiesofptypeCuAlO2transparentconductivethinfilmpCuAl0.8O2nZnO:Alheterojunctiondiode研究生姓名::::劉思佳指導教師姓名、職務(wù)指導教師姓名、職務(wù)::::王華教授申請學位門類::::工學碩士學科、專科、專業(yè)::::微電子學與固體電子學提交論文日期::::2011年4月論文

3、答辯日期::::2011年6月2011年月日摘要I摘要在光電器件技術(shù)領(lǐng)域，“透明電子”或“隱形電子”器件的研究已成為熱點。以CuAlO2(CAO)為代表的Cu基透明導電氧化物(TCO)薄膜與n型半導體材料ZnO結(jié)合制備有源器件的研究是其中的一個重要領(lǐng)域。首先采用溶膠凝膠工藝在石英玻璃和硅p(111)沉底上制備了p型的CAO薄膜；然后在覆蓋有CAO薄膜的襯底上用超聲波噴霧熱解沉積ZnO:Al(AZO)薄膜，以制備pCuAl0.8O2nAZ

4、O異質(zhì)結(jié)二極管。研究了退火溫度（氣氛）、溶膠濃度、AlCu原子摩爾比和襯底材料對CAO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。并研究討論了二極管的結(jié)構(gòu)與光電性能。結(jié)果如下：XRD分析表明，制備的CAO薄膜均為多晶的銅鐵礦結(jié)構(gòu)，適當溫度的退火處理能提高薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。退火過程中，通入低活性氣體Ar保護有利于CAO相的生成。SEM表明，高溫退火（不低于800C）或溶膠濃度大（不小于0.45M）時制得的樣品會產(chǎn)生龜裂和脫落。當配制的溶膠中Cu源和Al源的摩爾比

5、為1:1時，經(jīng)EDS分析，制得的薄膜中Cu元素和Al元素的原子比約為1，與CAO中原子比例CuAl=1:1相吻合。薄膜的電學性能測試結(jié)果表明，CAO薄膜的電導性受退火溫度、溶膠濃度、AlCu原子摩爾比以及襯底材料的影響較大。隨著退火溫度和AlCu原子摩爾比的升高，薄膜電阻率均呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢。在硅襯底上沉積的薄膜其電導性要優(yōu)于石英玻璃上的薄膜。當制備條件退火溫度為750C、保護氣氛為Ar、溶膠濃度為0.35M、AlCu原子摩爾

6、比為0.8時，沉積于硅襯底上薄膜電阻率最低，約為5.20Ωcm。紫外可見光分光光度計測試表明，薄膜可見光區(qū)透光性受退火溫度和AlCu原子摩爾比的影響很大。隨著退火溫度的升高，薄膜的透過率先增大后減小。經(jīng)750C退火處理后的CAO薄膜，其可見光區(qū)最大平均透過率達70%。隨著AlCu原子摩爾比的增大，透光率逐漸增大。計算顯示薄膜的直接光學帶隙在3.00~3.34eV之間變化，間接帶隙位于1.71~2.05eV范圍內(nèi)。QuartzpCuAl0

7、.8O2nAZO和SipCuAl0.8O2nAZO薄膜二極管在電學性能測試中均體現(xiàn)出了二極管所特有的IV特性，開啟電壓均在0.4V左右，反向電壓區(qū)都出現(xiàn)了漏電流。SipCuAl0.8O2nAZO二極管的整流特性優(yōu)于QuartzCuAl0.8O2AZO薄膜二極管，而SipCuAl0.8O2nAZO二極管在反向電壓為2.6V時才出現(xiàn)漏電流但增加的較為緩慢。QuartzpCuAl0.8O2nAZO二極管在可見光區(qū)的平均透光率約為40%。關(guān)鍵詞