磁控溅射法制备As掺杂p型ZnO薄膜及电光性能研究

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随着计算机技术的发展,光电产品对半导体材料的需求进一步的增长,半导体技术迅速发展到了以GaN和ZnO为主的第三代半导体材料,由于ZnO的种种生产和应用优势,ZnO的研究的成为当前的热点和重点,而关于制备高性能的p型ZnO是主要的难点。本文主要讲述的是采用磁控溅射的方法,在不同的溅射工艺(功率、压强、温度)下,在玻璃和硅衬底上生长ZnO薄膜,研究溅射工艺对As掺杂ZnO薄膜结构、形貌和电光性能的影响。第一章主要介绍了ZnO材料的发展概况和本文研究工作的目的;其次介绍了ZnO材料的基本性能(晶体结构、电学特性、光学特性);最后论述了实现p型ZnO的意义及其研究方向。第二章我们介绍制备ZnO薄膜常用的方法以及各种方法的优缺点,然后介绍了我们利用磁控溅射法制备ZnO薄膜采用的仪器设备;最后还介绍表征薄膜性能的方法:X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、四探针法测方块电阻[5-8]。第三章主要介绍纯ZnO靶材、不同比例As掺杂ZnO靶材的制备;然后通过XPS检测靶材的成分;最后介绍了实验的整个流程。第四章使用JGP560磁控溅射仪在不同的溅射工艺(压强、功率、温度)下分别制备了等梯度系列的As掺杂ZnO薄膜。首先通过XRD研究薄膜的晶向结构;其次利用SEM拍摄的薄膜表面和截面图谱分析了ZnO的生长,然后采用紫外可见分光光度计研究薄膜的光学性能;最后采用四探针法利用相关仪器测量ZnO的方阻,计算出相应溅射条件下ZnO的电阻率。根据获得的溅射工艺我们制备了不同掺杂比例的薄膜,并对结果进行相关的分析。
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