p型透明導電薄膜及其二極管的研究.pdf

1、本文采用固態(tài)反應法成功制備了SrCu2O2、CuAlO2和CuFeO2的陶瓷靶材,并首次使用渠道火花燒蝕方法(Channel Spark Ablation,CSA)制備相應的SrCu2O2、CuAlO2和CuFeO2薄膜,對制備的靶材與薄膜,分別利用XRD、AFM等手段分析其結構和表面形貌,用Seebeck系數(shù)、Hall系統(tǒng)測試儀、可見光分光光度計等設備方法測試其光電性能。還以普通玻璃為基板,利用摻鋅硫化銅鋁(CuAlS2:Zn)化合物

2、靶,采用渠道火花燒蝕法首次制備摻鋅硫化銅鋁透明導電硫化物薄膜,詳細研究了基板溫度、氬氣分壓、燒蝕源電壓電流、退火等工藝參數(shù)對薄膜電學和光學性能的影響。結合渠道火花燒蝕法、反應磁控濺射方法等一系列薄膜制備工藝,嘗試使用新型的透明導電CuAl0.90Zn0.10S2薄膜和IWO薄膜疊加制備了透明的薄膜二極管。研究結果表明：固態(tài)反應法獲得的SrCu2O2、CuAlO2和CuFeO2陶瓷靶材均為p型導電類型；渠道火花燒蝕方法制備的相應薄膜也均為

3、p型,其典型的電阻率分別為260Ω·cm,110Ω·cm和85Ω·cm；其中,CuAlO2薄膜具有相對較好的光學性能。采用電阻率最小的CuAl0.90Zn0.10S2靶材制備的相應薄膜為黃銅礦微晶結構。測試得出的Seebeck系數(shù)、Hall系數(shù)均為正值,表明薄膜具有p型導電類型。其最優(yōu)化的薄膜電導率和載流子遷移率分別可以達到65.3 S·cm-1和5.7 cm2V-1S-1,可見光范圍的平均透射率在60％以上。隨著氬氣壓強的增大,薄膜電

4、阻率呈凹形變化,載流子濃度呈凸形變化,而載流子遷移率則是先降低再上升。較高的基板溫度對薄膜的光電性能以及結晶性的提高都有較大的幫助。燒蝕源電壓的過小或者過大都不利于薄膜電阻率的降低,在-18kV左右制備出的薄膜電學性能最好。真空退火可以使薄膜的電阻率減小,而且退火溫度越高、退火時間越長,薄膜電阻率就越低。本文所制備的薄膜二極管在電學測試中體現(xiàn)出二極管所特有的Ⅰ-Ⅴ特性曲線,開啟電壓在0.5V左右,-3到3V電壓范圍內(nèi)的正反向電流比大于8