p型ZnMgO薄膜器件相關(guān)性能研究和Ga摻雜ZnO薄膜表面處理.pdf

1、同為直接寬禁帶半導(dǎo)體材料，ZnO比GaN有激子結(jié)合能是其兩倍多、Zn源在自然界中儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜、環(huán)境友好、抗輻射性能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。在本征狀態(tài)下ZnO呈n型電導(dǎo)，其p型電導(dǎo)轉(zhuǎn)變的實(shí)現(xiàn)較困難，這也是限制ZnO器件應(yīng)用的瓶頸。目前，對(duì)于ZnO的p型研究還有許多問題沒有解決，p型ZnO薄膜相關(guān)的器件性能研究是其中很重要的部分。本文制備了一系列的Na摻雜p型ZnMgO薄膜材料，并進(jìn)一步研究Na摻雜p型ZnMgO薄膜相關(guān)的半導(dǎo)體器件方面的性能。

2、r>　　透明導(dǎo)電薄膜作為透明電極在光電器件中有著廣泛的應(yīng)用。氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜相對(duì)于目前被廣泛應(yīng)用的氧化銦基透明導(dǎo)電薄膜（比如ITO）有著成本低，分布廣泛，無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)。目前研究都證實(shí)了Ga對(duì)于ZnO的n型摻雜是一種良好的施主摻雜元素，因?yàn)镚a在替代位時(shí)對(duì)ZnO的晶格尺寸的改變較小且Ga的活性較弱，Ga摻雜時(shí)可獲得更高的載流子濃度。薄膜表面性能是除了電學(xué)性能和光學(xué)透射率以外對(duì)光電器件很關(guān)鍵的因素，本文利用氧等離子體處理的方法來改進(jìn)Ga

3、摻雜ZnO薄膜的表面性質(zhì)。
　　本文主要工作包括以下內(nèi)容:
　　1)首先本文用PLD方法制備了一系列的Na摻雜ZnMgO薄膜材料，從各項(xiàng)性能分析看，薄膜晶體質(zhì)量良好，XRD分析表明Mg在薄膜中是處于Zn的晶格位置，Hall測(cè)試顯示薄膜具有p型導(dǎo)電性，且具有較好的光學(xué)性能，為接下來進(jìn)一步研究薄膜的相關(guān)半導(dǎo)體器件方面的性能奠定了基礎(chǔ)。
　　2)因?yàn)榛魻栃?yīng)本身的原理局限，本文利用p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管來進(jìn)一步驗(yàn)證Na摻雜ZnMg

4、O薄膜的p型導(dǎo)電性，實(shí)驗(yàn)制備了基于此薄膜的p溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，電學(xué)性能的測(cè)試表明薄膜是p型導(dǎo)電的，溝道的載流子遷移率大約是2.3cm2V-1S-1，且經(jīng)過365nm紫外光照射以后，薄膜仍然是p型導(dǎo)電的。
　　3)本文就退火溫度對(duì)Na摻雜p型ZnMgO薄膜的表面形貌、晶體質(zhì)量、光電性能等方面影響進(jìn)行分析，找到了一個(gè)很寬的溫度窗口用來退火實(shí)現(xiàn)較好性能的p型薄膜，因?yàn)榭焖偻嘶鹪谥圃霯ED中實(shí)現(xiàn)p型歐姆接觸是很關(guān)鍵的步驟，所以研究有

5、很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和重要性。
　　4)因?yàn)樵诠怆娖骷闹圃旌褪褂眠^程中光照幾乎是不可避免的，所以光電流特性很重要。Na摻雜p型ZnMgO薄膜在紅色激光照射后出現(xiàn)光電流是由于缺陷和表面態(tài)的存在。在照射光發(fā)光功率相同的情況下，紫外光波長(zhǎng)越短，薄膜的光電流變化越顯著，載流子復(fù)合幾率越小，隨著照射光波長(zhǎng)的增加，薄膜在制作光電器件時(shí)有相對(duì)比較穩(wěn)定的性質(zhì)。
　　5)本文通過在Na摻雜p型ZnMgO薄膜上沉積Ni/Pt多層膜的電極制備方式，對(duì)