P型透明導(dǎo)電氧化物薄膜CuAlO-,2-和CuLaO-,2-的制備及性能研究.pdf

1、本文立足于p型透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用前景,基于價帶化學(xué)修飾的材料設(shè)計理論,以具有銅鐵礦結(jié)構(gòu)的p型CuAlO2及CuLaO2作為主要研究對象,采用與微電子技術(shù)相容的磁控濺射法成功制備出CuAl1-xZnxO2薄膜,以期在氧分壓和Zn摻雜雙重影響下改善其光電性能,并研究了p-CuAl1-xZnxO2/n-Si異質(zhì)結(jié)的I-V特性。另外,探索了CuLaO2陶瓷及薄膜的制備工藝,并對其光電及光致發(fā)光性能進(jìn)行了分析。 首先制備出結(jié)晶性較好的Cu

2、Al1-xZnxO2薄膜,可見光至近紅外范圍內(nèi),薄膜的透過率在50％～80％之間。所有薄膜在200 K以上都符合半導(dǎo)體熱激活導(dǎo)電機制。Hall測試,證明所有的樣品都是p型半導(dǎo)體。x=0.5％時,薄膜具有最好的導(dǎo)電性,室溫電導(dǎo)率約為0.124 S cm-1,比x=0％的樣品提高近百倍。分析了不同氧分壓對x=0.5％薄膜性能的影響,結(jié)果證明氧分壓為20％的薄膜具有最高的電導(dǎo)率,比沒有氧分壓的樣品高約10倍。 從器件集成角度考慮,本文

3、成功制備了p-CuAl1-xZnxO2/n-Si異質(zhì)結(jié)。室溫下所有樣品的I-V特性都呈現(xiàn)明顯的整流特性。計算電壓為5伏的正向與反向電流的比值,發(fā)現(xiàn)p-CuAl1-xZnxO2(x=0.75％)/n-Si異質(zhì)結(jié)具有相對最好的整流特性,按照p-n+單邊突變結(jié)理論進(jìn)行了擬合,發(fā)現(xiàn)界面態(tài)效應(yīng)和串聯(lián)電阻效應(yīng)是影響該異質(zhì)結(jié)整流特性的重要因素。 利用固相反應(yīng)成功制備出純相CuLaO2陶瓷。首次采用射頻磁控濺射法制備CuLaO2薄膜,并進(jìn)行退火