P型GaN上AZO膜的制備及歐姆接觸特性.pdf

1、GaN是制備光電器件（如LED﹑LD）的理想材料。目前，GaN基LED通常采用Ni/Au作為p-GaN接觸電極，但當(dāng)Ni/Au太厚，其透光率低，大大降低了LED發(fā)光效率；太薄則影響電流的均勻擴(kuò)散和熱穩(wěn)定性。因此，如何在p-GaN上獲得低阻和高透光率的歐姆接觸，從而提高LED發(fā)光效率，一直是眾多研究者關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。為提高LED的發(fā)光效率，除了在封裝結(jié)構(gòu)、光學(xué)設(shè)計(jì)等方面的工作外，方法之一是采用透明導(dǎo)電膜來(lái)代替金屬作為p-GaN上的接觸

2、電極，以實(shí)現(xiàn)電流的均勻擴(kuò)散及高透光率，從而獲得更高的光輸出。為此，在系統(tǒng)分析國(guó)內(nèi)外GaN基LED透明電極的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出在p-GaN上制備低成本的Al摻雜ZnO(AZO)透明導(dǎo)電膜，并研究其接觸特性。
　　本文用直流磁控濺射法在p-GaN制備Al摻雜的ZnO薄膜，采用AFM，XRD和霍爾測(cè)試儀分析樣品表面形貌、組織結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性；為研究ZnO薄膜的透光性能，用直流磁控濺射法在玻璃襯底上沉積AZO薄膜，采用雙光束紫外可見(jiàn)分光光

3、度計(jì)檢測(cè)薄膜透光率。由于AZO直接沉積在p-GaN上難以得到歐姆接觸，改用Ni/AZO方案，利用電子束蒸發(fā)和磁控濺射法在p-GaN分別沉積了Ni和AZO薄膜，制備Ni/AZO透明電極，經(jīng)過(guò)光刻、刻蝕后，獲得所需的圓點(diǎn)傳輸線圖案，研究其接觸特性。
　　結(jié)果表明：p-GaN上沉積的AZO薄膜展現(xiàn)（0002）峰的擇優(yōu)取向，AFM觀察發(fā)現(xiàn)退火后的樣品表面變粗糙；退火可以增加AZO薄膜的載流子濃度，當(dāng)溫度達(dá)573K時(shí)，載流子濃度為6.16×

4、1020cm-3，電阻率達(dá)到9.07×10-4.cm；玻璃襯底上制備的AZO薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透光率高于80％，退火后樣品的透光率有所提高，帶邊吸收峰發(fā)生藍(lán)移；還利用Swanepoel方法計(jì)算光學(xué)能帶以及機(jī)理分析。由于實(shí)驗(yàn)獲得AZO薄膜優(yōu)良的光電特性，可望用于GaN基LED的透明電極，以提高LED的出光效率；將Ni/AZO沉積在p-GaN上，空氣中400℃和500℃下快速度熱退火，呈歐姆接觸特性；而550℃退火時(shí)，接觸又開(kāi)始呈現(xiàn)整流特性