B-N共掺杂p型MgZnO薄膜的制备与电学性能

作     者：高丽丽 王旭 GAO Li-li;WANG Xu

作者机构：北华大学理学院 

出 版 物：《发光学报》 (Chinese Journal of Luminescence)

年 卷 期：2020年第41卷第10期

页      面：1262-1268页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目(201649)资助 

主　　题：射频磁控溅射 MgZnO薄膜 B-N共掺杂 p型 

摘      要：p型MgZnO的制备一直是高效紫外发光和日盲紫外探测器件研究领域的重要课题之一。本文针对N掺杂p型MgZnO薄膜材料中存在的空穴浓度低、电阻率高等科学问题,采取磁控溅射技术,利用氮气与氩气混合气体分别溅射MgZnO陶瓷靶和B-N共掺杂MgZnO陶瓷靶的方法,制备出N掺杂和B-N共掺杂MgZnO薄膜。通过Hall测量表征发现两种薄膜均呈现p型导电特性,与N掺杂MgZnO相比,B-N共掺MgZnO的空穴浓度从5.53×1015 cm^-3提高到2.63×1017 cm^-3,而迁移率变化并不明显(从0.83 cm^2·V^-1·s^-1减小到0.75 cm^2·V^-1·s^-1),导致电阻率从1.36×103Ω·cm减小到31.70Ω·cm。通过XRD和XPS表征揭示了在B-N共掺MgZnO中,B替代Mg或Zn,N除了具有NO和(N2)O两种掺杂状态外,还有以单原子占据O位但与B成键的第三种掺杂状态,证明B掺杂可以提高N在MgZnO中的受主掺杂浓度,但对空穴散射影响很小,从而提高p型MgZnO的空穴浓度,降低电阻率。