摻鋁氧化鋅薄膜的制備及其光電性能研究.pdf

1、分類號：密級：學(xué)校代碼：10165學(xué)號：201110879遣掌研筢大學(xué)碩士學(xué)位論文摻鋁氧化鋅薄膜的制備及其光電性能研究ThepreparationandoptoelectronicpropertiesofZnOthinfilmsdopedwithaluminum作者姓名：學(xué)科、專業(yè)：研究方向：導(dǎo)師姓名：崔碩物理、光學(xué)光信息技術(shù)王玉新2014年3月遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要氧化鋅近年來備受關(guān)注，它是被發(fā)現(xiàn)的新一代的紫外激發(fā)發(fā)射以及發(fā)射激

2、光器件。隨著半導(dǎo)體器件在世界上的不斷發(fā)展，兩個(gè)至關(guān)重要的問題也相應(yīng)出現(xiàn)，就是P型摻雜問題和帶隙工程問題。ZnO激活層是雙重異質(zhì)結(jié)的光激發(fā)材料，與其有關(guān)的P型摻雜及pn結(jié)器件最近這些年的研究已經(jīng)有了很大進(jìn)步。近期研究的重點(diǎn)是P—ZnO導(dǎo)電、ZnO基的P一13結(jié)合襯底。制備鋁摻雜氧化鋅的方法大致為：磁控濺射法、分子束外延法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)、溶膠一凝膠法以及噴霧熱解法等，超聲噴霧熱解法設(shè)備相對比

3、較簡單，前驅(qū)體溶液制備更加方便，參數(shù)比較易于調(diào)節(jié)，具備容易實(shí)現(xiàn)大面積鍍膜和方便進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。醋酸鋅水溶液作為本次實(shí)驗(yàn)的前驅(qū)體溶液，并以硝酸鋁為A1源，利用超聲噴霧熱解法系統(tǒng)在石英襯底和硅片襯底上制備了純ZnO薄膜和鋁摻雜氧化鋅薄膜。采用XRD(x射線衍射儀)、SEM(掃描電子顯微鏡)、PL(光致發(fā)光光譜)、紫外一可見光光譜儀和霍耳測試儀等測試方法，對氧化鋅薄膜與鋁摻雜氧化鋅的結(jié)構(gòu)和光電性能進(jìn)行了測試，并根據(jù)測試結(jié)果對于在各

4、種生長條件下，比如改變襯底溫度、前驅(qū)物溶液濃度、沉積時(shí)間和退火條件等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示超聲噴霧熱解法制備的鋁摻雜氧化鋅薄膜具有較好的光電性能。由PL譜可知以硅片為襯底的薄膜具有很強(qiáng)的近帶紫外發(fā)光峰。XRD測得數(shù)據(jù)顯示以石英為襯底的薄膜有著明顯的C軸擇優(yōu)取向。在不同溫度與不同濃度條件下制備的摻鋁氧化鋅薄膜，體現(xiàn)出最佳溫度是470度，13，。：n。，=1：004時(shí)為最佳濃度。通過霍爾測試結(jié)果得出，1