直流反應(yīng)磁控濺射法制備p型透明導(dǎo)電錫銻氧化物薄膜.pdf

1、p型透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜可實(shí)現(xiàn)全透明導(dǎo)電氧化物薄膜材料構(gòu)成的透明p-n結(jié)和相應(yīng)的透明半導(dǎo)體器件，開啟一個(gè)嶄新的透明光電子時(shí)代。p型寬禁帶氧化物摻雜是目前實(shí)現(xiàn)p型TCO薄膜的研究熱點(diǎn)之一，雖然已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，但其性能與實(shí)際應(yīng)用還存在相當(dāng)大距離，還需要不斷的完善性能和開發(fā)新的p型氧化物薄膜材料。 本論文先對(duì)目前p型透明導(dǎo)電氧化物薄膜的研究進(jìn)展加以綜合論述。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)氧化銻的電子結(jié)構(gòu)特征和寬禁帶氧化物p型摻雜機(jī)理，

2、嘗試在氧化銻中摻入適量Sn元素以獲取一種新型p型透明導(dǎo)電氧化物薄膜。實(shí)驗(yàn)采用直流反應(yīng)磁控濺射法室溫下沉積錫銻氧化物薄膜，然后空氣中熱處理以獲得p型透明導(dǎo)電錫銻氧化物薄膜，系統(tǒng)地研究了Sn/Sb原子比、氧氣分壓比、熱處理溫度和時(shí)間這些工藝參數(shù)對(duì)薄膜性能的影響。利用高分辨X射線衍射儀(XRD)、紫外分光光度計(jì)(UV-Vis)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、霍爾效應(yīng)(Hall)測(cè)試、X射線光電能譜(XPS)等測(cè)試手段對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)下制備的薄膜

3、進(jìn)行表征和分析。研究結(jié)果表明：當(dāng)Sn/Sb原子比處于0.22～0.34之間，氧氣分壓比大于0.32，熱處理溫度高于400℃時(shí)，可獲得光電性能良好的p型錫銻氧化物薄膜。本實(shí)驗(yàn)制備的p型錫銻氧化物薄膜保持正交晶系的Sb2O4結(jié)構(gòu)；光學(xué)禁帶寬度約為3.90eV，可見光平均透射率可達(dá)到85％以上；最低電阻率為0.22Ω·cm，最高空穴濃度為7.74×1019cm-3。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：Sn4+替代混合價(jià)態(tài)氧化物Sb2O4晶格中Sb+5位置，形成受