p型CuAlO2薄膜的制備與性能表征.pdf

1、CuAlO2是一種Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族間接禁帶半導(dǎo)體,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透明,直接光學(xué)禁帶寬度約為3.5eV,是最早發(fā)現(xiàn)的Cu基p型半導(dǎo)體。CuAlO2在光電領(lǐng)域有其獨(dú)特的性能,具有十分廣闊的應(yīng)用空間和發(fā)展?jié)摿?。它的成功開(kāi)發(fā)為實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體全透明光電器件,如透明二極管、透明晶體管提供了可能性,也推動(dòng)了傳統(tǒng)意義上透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜到透明氧化物半導(dǎo)體(TOS)薄膜的發(fā)展。
　　 本文采用射頻磁控濺射法和PLD法在石英和單晶藍(lán)寶石襯底上制備

2、了CuAlO2薄膜,研究了CuAlO2薄膜的結(jié)構(gòu)和光電性能,得到了以下結(jié)論:
　　 首先,由磁控濺射法直接生長(zhǎng)出來(lái)的薄膜不是CuAlO2的晶體薄膜。我們通過(guò)對(duì)Cu-Al-O薄膜進(jìn)行退火處理,成功獲得了沿(001)晶面擇優(yōu)取向的CuAlO2薄膜。退火后的薄膜在可見(jiàn)光區(qū)域的透過(guò)率達(dá)到了60％以上。
　　 其次,確定了退火參數(shù)后,我們系統(tǒng)的研究了磁控濺射的各參數(shù)對(duì)CuAlO2薄膜的結(jié)構(gòu)和光電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)襯底溫度,濺射功

3、率和濺射時(shí)間對(duì)薄膜有較大的影響。當(dāng)襯底溫度小于300℃,濺射功率大于200W,生長(zhǎng)時(shí)間小于2小時(shí),薄膜呈現(xiàn)了c軸取向,薄膜致密,表面平整;而當(dāng)襯底溫度大于400℃,濺射功率小于120W,生長(zhǎng)時(shí)間大于3小時(shí),薄膜取向轉(zhuǎn)變?yōu)?110)晶面取向,薄膜的晶體質(zhì)量較差,表面存在微孔洞。
　　 最后對(duì)磁控濺射法和PLD法生長(zhǎng)的CuAlO2薄膜進(jìn)行光致發(fā)光(PL)性質(zhì)的研究,首次分析了PL譜中缺陷發(fā)光峰,銅空位(VCu)缺陷能級(jí)為0.82eV