P型導電SnO-,2-基薄膜及其同質-異質結的研究.pdf

1、透明導電氧化物（TCO）薄膜的p型摻雜是目前半導體材料領域研究熱點之一，缺乏光電性能良好的p型TCO薄膜嚴重阻礙了透明電子器件的發(fā)展。本論文報告具有優(yōu)異光電特性的p-SnO2透明導電薄膜及其相應的SnO2基同質和異質結的制備、結構與性能。主要結果與創(chuàng)新點如下：
　　 （1）在石英玻璃上制備了SnO2：Sb（ATO）薄膜并研究了熱處理溫度對導電類型和性能的影響。熱處理溫度對n、p型轉化有很大影響，溫度太低Sb難以進入Sn的取代位，

2、溫度過高導致5價Sb的形成，973K為最佳，空穴濃度最高達到5.83×1019cm-3，薄膜晶化度較高；可見光透過率達80％以上。
　　 （2）在單晶硅上制備了SnO2：Sb薄膜并研究了基片溫度對其導電類型和性能的影響。基片溫度顯著影響n、p型轉化和p型導電的性能。隨著基片溫度升高，薄膜中顆粒形狀由圓球形到類似錐形體，再變成類似納米棒，晶格更完整和有規(guī)律，減少了晶界散射，形成性能優(yōu)異的p型導電薄膜。523K時，薄膜p型導電性能最

3、佳，空穴濃度高達1.64×1020cm-3，遷移率達8.33c㎡V-10s-1；薄膜晶化程度最高，晶粒呈納米棒狀，直徑約為50nm，并且沿著（101）面方向生長。
　　 （3）在石英玻璃基片上沉積SnOE：Zn薄膜或三明治結構的Zn/SnO2/Zn薄膜，再經高溫熱處理或熱擴散處理，制得p型SnO2：Zn透明導電薄膜，可見光透過率可達80％以上。但由于Zn2+屬于深能級摻雜，電學性能比p型SnO2：Sb薄膜差得多。
　　

4、（4）將p型SnO2薄膜結合n型和本征材料，制備了對應p-n或p-i-n同質結或異質結。單晶硅上p-n結（p-ATO/n-ATO同質結）和p-i-n結（p-ATO/i-SnO2/n-ATO與p-ATO/i-ZnO/n-ATO異質結）具有很好的整流特性，漏電流很小，反向電壓很大，開路電壓大于3V；石英玻璃上沉積的p-n結（p-ATO/n-ATO和p-SnO2：Zn/n-ATO）也具有整流的I-V曲線特性，但存在較小的漏電流，反向電壓較小，