磁控濺射法制備BN薄膜結(jié)構(gòu)和ZAO-BN-ZAO薄膜電性能研究.pdf

1、BN和摻鋁ZnO(ZAO)同為寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，兩者均具有特殊的光、電特性，在透明導(dǎo)電、發(fā)光二極管、聲表面波、壓敏電阻、壓電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，兩者相結(jié)合有望構(gòu)建出性能更為獨特的電子元器件。本研究以BN及ZAO為靶材，利用磁控濺射法制備了BN薄膜以及Al/ZAO/BN/ZAO/Al疊層薄膜，采用FTIR、XRD、V-I特性測試儀對其結(jié)構(gòu)及伏安特性進行了系統(tǒng)研究。通過研究得到如下結(jié)論:
　　(1)BN薄膜為多晶態(tài)湍層狀結(jié)

2、構(gòu)的t-BN，基底溫度、濺射氣壓以及氮氣含量等顯著影響B(tài)N薄膜的質(zhì)量和厚度。在Si襯底上制備t-BN薄膜的較為優(yōu)化的工藝條件為:襯底溫度在25℃～150℃之間，濺射功率為200w，濺射氣體介質(zhì)中的氮氣含量在25％，濺射氣壓為1.4Pa。此外，濺射時施加的負(fù)偏壓越小越好。
　　(2) Al/ZAO/BN/ZAO/Al疊層薄膜的V-I特性測量、分析結(jié)果顯示:隨著制備BN膜層時濺射氣體介質(zhì)中氮氣含量的增加，疊層薄膜的非線性特性表現(xiàn)出減弱

3、的趨勢;當(dāng)?shù)獨夂繛?％時，Al/ZAO/BN/ZAO/Al多層膜的非線性最為顯著，非線性系數(shù)和閾值電壓分別可達10.7和2.3V，成功實現(xiàn)了壓敏電阻的低壓化。
　　(3) V-I特性測試、分析結(jié)果還表明改變制備BN膜層時所施加的負(fù)偏壓，疊層膜的非線性特性將發(fā)生變化，無負(fù)偏壓時，疊層薄膜的伏安關(guān)系呈非線性;而施加負(fù)偏壓時，其伏安關(guān)系則呈線性關(guān)系。分析其主要原因，可能是ZAO/BN疊層薄膜界面處的B3+與O2-形成B-O鍵，易于捕獲