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原位氧化Zn_3N_2制备p型zno薄膜的性能研究

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物理学报 2007年第8期56卷 4914-4919页

作者：张军谢二庆付玉军李晖邵乐喜兰州大学物理科学与技术学院兰州730000 湛江师范学院物理科学与技术学院湛江5240481

采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制备Zn3N2薄膜,然后向真空室中通入纯氧气进行热氧化制备zno薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应测量、透射光谱和光致发光光谱等表征技术,研究了氧化温度和氧化时间对zno薄膜的结晶质量、电... 详细信息

采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制备Zn3N2薄膜,然后向真空室中通入纯氧气进行热氧化制备zno薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应测量、透射光谱和光致发光光谱等表征技术,研究了氧化温度和氧化时间对zno薄膜的结晶质量、电学性质和光学性能的影响.研究结果显示,450℃下氧化2h后的样品中除含有zno外,还有Zn3N2成分,500℃下氧化2h可以制备出电阻率为0.7Ωcm,空穴载流子浓度为1017cm-3,空穴迁移率为0.9cm2/Vs的具有c轴择优取向的p型zno薄膜.此时的zno薄膜具有良好的光学特性,紫外可见光范围内透过率为85%,处于紫外区域的激子复合产生的发光峰很强,且半高宽较窄,而处于可见光部分来自于深能级发射的绿色发光峰很弱.这种工艺制备的zno薄膜质量较好,有利于实现在短波长光电器件方面的应用.

关键词： p型zno薄膜 Zn3N2 薄膜射频溅射原位氧化

溶胶-凝胶法制备Li-N双掺p型zno薄膜的结构、光学和电学性能

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物理学报 2010年第5期59卷 3473-3480页

作者：王德义高书霞李刚赵鸣烟台大学环境与材料工程学院烟台264005 烟台大学光电信息技术学院烟台264005

采用溶胶-凝胶法在n型Si(100)衬底上沉积Li-N双掺杂zno薄膜,经X射线衍射和扫描电镜图片分析,所制备薄膜具有多晶纤锌矿结构和高的c轴择优取向.室温下霍尔效应测试结果显示Li-N双掺杂zno薄膜具有p型导电特性.在Li掺杂量为15.0at%,Li/N(... 详细信息

采用溶胶-凝胶法在n型Si(100)衬底上沉积Li-N双掺杂zno薄膜,经X射线衍射和扫描电镜图片分析,所制备薄膜具有多晶纤锌矿结构和高的c轴择优取向.室温下霍尔效应测试结果显示Li-N双掺杂zno薄膜具有p型导电特性.在Li掺杂量为15.0at%,Li/N(摩尔比)为1∶1,700℃退火等优化条件下得到的最佳电学性能结果是:电阻率为0.34Ω.cm,霍尔迁移率为16.43cm2/V.s,载流子浓度为2.79×1019cm-3.另外,室温下光致发光谱显示,所制备样品具有较强的近紫外和紫光发射,而可见光区范围内与缺陷相关的深能级发射则较微弱.本文还就掺杂浓度和退火温度对薄膜的结构、光学性能以及电学性能的影响进行了讨论.

关键词： Li-N双掺 p型zno薄膜溶胶-凝胶性能

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磷扩散法制备p型zno薄膜

人工晶体学报 2007年第4期36卷 859-862页

作者：丁瑞钦朱慧群曾庆光林民生冯文胜梁毅斌梁满堂梁达荣五邑大学薄膜与纳米材料研究所江门529020 五邑大学信息学院江门529020

应用射频反应磁控溅射的方法,将zno薄膜沉积于高磷掺杂的n+型Si衬底上。在沉积和后退火过程中,磷向zno薄膜扩散并被激活,使zno薄膜由n型转化为p型,从而形成p型zno薄膜。X射线衍射分析(XRD)证明了所制备的zno薄膜都是高c轴取向的六角纤... 详细信息

应用射频反应磁控溅射的方法,将zno薄膜沉积于高磷掺杂的n+型Si衬底上。在沉积和后退火过程中,磷向zno薄膜扩散并被激活,使zno薄膜由n型转化为p型,从而形成p型zno薄膜。X射线衍射分析(XRD)证明了所制备的zno薄膜都是高c轴取向的六角纤锌矿结构的薄膜。电学I-V关系曲线的整流特性和空穴浓度≥1.78×1018/cm3的霍耳效应测试结果证明了p型zno薄膜的形成。

关键词：磷扩散 p型zno薄膜磁控溅射异质znop-n结

磷扩散法制备高掺磷p型zno薄膜的磁控溅射工艺的探索

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人工晶体学报 2010年第2期39卷 490-493,510页

作者：丁瑞钦曾庆光陈毅湛朱慧群丁晓贵齐德备五邑大学薄膜与纳米材料研究所江门529020

在前期通过n+-Si衬底中的磷向沉积于其上面的zno薄膜的扩散制备高掺磷p型zno薄膜的研究基础上,探索了较有普遍应用意义的扩散法制备p型zno薄膜的磁控溅射工艺。结果表明,当磁控溅射的氧氩质量流量比与衬底温度满足特定的低阶指数函数的... 详细信息

在前期通过n+-Si衬底中的磷向沉积于其上面的zno薄膜的扩散制备高掺磷p型zno薄膜的研究基础上,探索了较有普遍应用意义的扩散法制备p型zno薄膜的磁控溅射工艺。结果表明,当磁控溅射的氧氩质量流量比与衬底温度满足特定的低阶指数函数的匹配关系时,所制备的zno薄膜为p型,而且薄膜中磷原子的深度分布是均匀的;另外,这种薄膜的厚度随着氧氩流量比的增加而减小,而薄膜中氧锌原子浓度比都大于1,比值大小与氧氩质量流量比和衬底温度有关。

关键词： p型zno薄膜磷扩散法磁控溅射工艺

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p型zno薄膜的制备及其光电特性研究

p型ZnO薄膜的制备及其光电特性研究

作者：许贺菊河北大学

学位级别：硕士

本工作采用螺旋波等离子体辅助磁控溅射技术制备了外延zno薄膜,结合X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见透射光谱、霍尔测量等多种手段,对薄膜的结构特征、表面形貌、光学及其电学特性进行了分析和表征。在此基础上,制备了自然掺杂n型和... 详细信息

本工作采用螺旋波等离子体辅助磁控溅射技术制备了外延zno薄膜,结合X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见透射光谱、霍尔测量等多种手段,对薄膜的结构特征、表面形貌、光学及其电学特性进行了分析和表征。在此基础上,制备了自然掺杂n型和p型zno薄膜,并对自然掺杂及N掺杂zno薄膜的生长规律及光学、电学特性进行了研究,得到了如下主要结果：利用螺旋波等离子体辅助磁控溅射技术能够实现zno薄膜的单筹异质外延生长,退火使薄膜的应力得到释放并有孪晶结构形成,薄膜的光学吸收边发生红移。通过调整工作气压改变反应粒子的等离子体激活状态,可使自然掺杂zno薄膜导电类型发生n-p型转变,提高气压,产生的较高浓度氧活性粒子使薄膜表现为p型导电,薄膜的光学带隙增大。在较低工作气压下因高的活性粒子载能有利于zno薄膜的外延生长,薄膜表现为较高的应力和较小的光学带隙宽度,在低气压下氧气分压的增加主要导致到达衬底的氧分子浓度增加,薄膜载流子浓度和光学带隙均呈现出先增加后减小趋势。通过螺旋波等离子体激活,氮的掺入使zno薄膜晶格常数增加,光学带隙增大,低气压下氮作为受主杂质掺入到薄膜,使载流子浓度减小,较高气压下,氮主要以施主形式掺入到薄膜,使载流子浓度增加。

关键词： p型zno薄膜螺旋波等离子体结构电学特性

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p型zno薄膜生长及其结特性的研究

p型ZnO薄膜生长及其结特性的研究

作者：王瑾吉林大学

学位级别：硕士

zno是一种光电特性和压电特性相结合的直接带隙宽禁带半导体材料。zno的激子束缚能在室温下高达60meV,在室温下可实现高效率的受激发射,可应用于透明电极材料,紫外光探测器,透明薄膜晶体管,表面声波器件等多个领域。本论文的主要工作:... 详细信息

zno是一种光电特性和压电特性相结合的直接带隙宽禁带半导体材料。zno的激子束缚能在室温下高达60meV,在室温下可实现高效率的受激发射,可应用于透明电极材料,紫外光探测器,透明薄膜晶体管,表面声波器件等多个领域。本论文的主要工作:首先采用MOCVD方法在半绝缘GaAs衬底上生长zno薄膜,分别制作了在氮气下高温退火和无氮气保护没有退火的两种样品,并对两种样品的电学特性和光学特性做了测试。试验发现,未退火样品的导电类型是n型的,其电子浓度为3.5×1019cm-3,迁移率为20cm2/Vs,经过退火的样品的导电类型为p型,其空穴浓度为1.2×1017cm-3,迁移率为1.8 cm2/Vs;n型样品的低温光致发光谱中出现了与施主有关的辐射复合发光峰并占据主导地位,p型样品的低温光致发光谱中出现了与受主有关的辐射复合发光峰并占据主导地位,与As有关的受主能级大约位于距价带顶140meV处。然后,用磁控溅射的方法在蓝宝石衬底上溅射一层GaAs,制作了具有两种不同厚度GaAs层的衬底并在其上生长zno薄膜做成两种不同的样品,并做了电学特性和光学特性测试。试验发现,4nm厚GaAs夹层上的zno薄膜的导电类型为n型,8nm厚GaAs夹层上的zno薄膜的导电类型为p型,空穴浓度为2.18×1017cm-3,迁移率为1.28 cm2/Vs;zno薄膜的电子能谱中O1s的主峰位置在530.4eV,并出现了位于531.6eV附近的微弱肩峰,能谱中出现了As3d的主峰,分别位于低能侧41eV和高能侧44eV;低温光致发光谱中出现了与多种辐射复合有关的发光峰,与As原子有关的受主能级在距离价带顶127meV处。最后,制作了Au/zno/GaAs/n-Si/Al结构的异质结器件和ITO/GaAs/zno/zno/Au-Zn结构的同质结器件以及Au-Zn合金电极并对其做了电学特性测试。发现,异质结器件具有明显的整流特性,开启电压在4V左右;同质结器件呈现明显的整流特性,开启电压约为1.8V;Au-Zn电极可形成良好的欧姆接触。

关键词： p型zno薄膜 As掺杂 MOCVD 异质结同质结

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N-X共掺p型zno薄膜的研究进展

材料导报 2011年第23期25卷 49-54页

作者：李万俊孔春阳秦国平阮海波杨天勇梁薇薇孟祥丹赵永红重庆师范大学光学工程实验室重庆400047 重庆大学物理学院重庆400030

获得高质量稳定的p型zno薄膜是实现zno基光电器件化的关键。目前,国际上公认Ⅴ族元素中的N替代O位(NO)是实现p型zno较理想的掺杂途径。但p-zno∶N薄膜的导电性能会随着时间、光照、温度条件发生变化,稳定性不足。大量的理论和实验研究表... 详细信息

获得高质量稳定的p型zno薄膜是实现zno基光电器件化的关键。目前,国际上公认Ⅴ族元素中的N替代O位(NO)是实现p型zno较理想的掺杂途径。但p-zno∶N薄膜的导电性能会随着时间、光照、温度条件发生变化,稳定性不足。大量的理论和实验研究表明N基二元共掺(N-X)可以提高N在zno薄膜中的固溶度,浅化N的受主能级,且在很大程度上能够改善p型zno的导电性能,有利于获得稳定的p型zno薄膜。为此,从N基施主受主共掺、双受主共掺以及其它共掺方面综述了N-X共掺p型zno薄膜的研究现状。

关键词： p型zno薄膜 N—X共掺稳定性

直流反应磁控溅射生长p型zno薄膜及其特性的研究

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真空科学与技术 2003年第1期23卷 5-8页

作者：吕建国叶志镇陈汉鸿汪雷赵炳辉张银珠浙江大学硅材料国家重点实验室杭州310027

本文报道了利用直流反应磁控技术生长p型zno薄膜。zno薄膜在不同的衬底温度沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,生长气氛为NH3 O2 中。利用X射线衍射、Hall试验和透射光谱对其性能进行研究 ,结果表明 ,zno薄膜为高度c轴取向 ,在 5 0 0... 详细信息

本文报道了利用直流反应磁控技术生长p型zno薄膜。zno薄膜在不同的衬底温度沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,生长气氛为NH3 O2 中。利用X射线衍射、Hall试验和透射光谱对其性能进行研究 ,结果表明 ,zno薄膜为高度c轴取向 ,在 5 0 0℃的衬底温度下具有很好的结晶性能 ,而且 ,该温度下zno还实现了p型转变 ,电阻率为 10 3 Ω·cm ,载流子浓度 10 15cm-3 ,Hall迁移率 3 4cm2 / (V·s)。这是利用溅射技术首次制备出p zno薄膜。实验还表明p zno薄膜在可见光区域具有 90 %的高透射率 ,室温下光学带宽约为 3 2 1eV。

关键词：直流反应磁控溅射 p型zno薄膜掺杂氧化锌半导体薄膜薄膜生长

磷扩散法制备高掺磷p型zno薄膜的磁控溅射工艺的探索

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磷扩散法制备高掺磷P型ZnO薄膜的磁控溅射工艺的探索