ZnS熒光薄膜的制備及其表征以及摻雜對(duì)其性能的影響.pdf

1、硫化鋅(ZnS)是一種重要的寬禁帶(室溫下Eg約為3.7eV)直接帶隙半導(dǎo)體材料。在紫外光探測(cè)器、短波長(zhǎng)發(fā)光二極管、激光器二極管、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。為了使得ZnS薄膜能廣泛應(yīng)用于各類光電器件，有必要改善(或者改變)ZnS薄膜的物理、化學(xué)等性能，在ZnS薄膜中摻入雜質(zhì)元素和熱退火處理就是其中兩種重要的方法，尤其是ZnS薄膜的p型摻雜顯得尤為重要。離子注入技術(shù)是當(dāng)前半導(dǎo)體材料一種重要的摻雜技術(shù)。 本論文是利用離子注

2、入技術(shù)進(jìn)行摻雜和熱退火處理對(duì)ZnS薄膜改性，采用X射線衍射(XRD)譜、透射光譜、光致發(fā)光譜(PL)和四探針等，分別研究了Ti離子和N離子注入ZnS薄膜和注入后樣品退火的結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性能，主要得到以下結(jié)果： 1．利用真空蒸發(fā)法在石英玻璃襯底上制備ZnS薄膜，室溫下劑量為1×1017ions/cm2，能量80KeV的Ti離子注入ZnS薄膜中，離子注入后，樣品分別在(500-700)℃的氬氣氣氛中進(jìn)行退火處理1h。結(jié)果顯示：離子

3、注入后，樣品的XRD衍射峰強(qiáng)度減小，樣品在可見(jiàn)光區(qū)的光學(xué)透過(guò)率明顯下降，近帶邊紫外發(fā)射峰(NBE)和深能級(jí)缺陷發(fā)射峰(DLE)都消失不見(jiàn)：注入后熱退火處理，衍射峰在～500℃退火后有一定的恢復(fù)；當(dāng)在(500-700)℃退火溫度時(shí)，吸收邊隨著退火溫度的提高發(fā)生藍(lán)移；NBE峰和DLE峰都隨退火溫度的提高而增強(qiáng)。 2．利用真空蒸發(fā)法在石英玻璃襯底上制備ZnS薄膜，室溫下劑量為1×1017ions/cm2，能量80KeV的N離子注入Zn

4、S薄膜中，離子注入后，樣品分別在(500-700)℃的氬氣氣氛中進(jìn)行退火處理1h。結(jié)果顯示：離子注入后，樣品的XRD衍射峰消失，樣品在可見(jiàn)光區(qū)的光學(xué)透過(guò)率有所提高：在500℃退火后，薄膜結(jié)晶性能有所好轉(zhuǎn)，衍射峰重新出現(xiàn)；500℃退火的NBE和DLE略有降低，600℃后NBE和DLE隨著退火溫度的升高而增強(qiáng)。 3．利用真空蒸發(fā)法在普通玻璃襯底上制備ZnS薄膜，室溫下劑量為1×1017ions/cm2，能量80KeV的N離子注入Zn