溶膠-凝膠法制備ZnO壓敏薄膜及其性能研究.pdf

1、ZnO壓敏電阻是一種廣泛應用于各種電路過電壓保護和浪涌吸收的電子元件。隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，以ZnO為代表的低壓壓敏電阻器在計算機、通訊設備、鐵路信號、汽車行業(yè)、微型電機以及各種電子器件的低壓電路過流保護問題已經(jīng)引起關注。對具有高非線性I－V特征、壓敏電壓低于5V的低電壓、小功率壓敏電阻器的需要正日益增長。由于ZnO壓敏薄膜在降低元件的厚度方面比ZnO陶瓷具有較大的優(yōu)勢，因此ZnO薄膜在開發(fā)小功率、低壓壓敏電阻器方面具

2、有極大的優(yōu)勢和潛力。
　　溶膠－凝膠法可以實現(xiàn)材料化學組成的精確可控，可以合成高均勻性多組分凝膠，且工藝過程簡單不需要昂貴的設備等優(yōu)點，非常有利于ZnO壓敏薄膜的改性。
　　本文研究了在Si基片上，溶膠－凝膠法工藝條件對薄膜的結(jié)晶、取向狀況等的影響，并探討了溶膠－凝膠法制備ZnO薄膜的過程中，工藝條件對其電性能的影響，以此改善工藝條件，優(yōu)化薄膜的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：退火溫度對ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)和壓敏性能影響最大，600℃為最佳退火

3、溫度。
　　本文通過改變Bi2O3、Co2O3和Cr2O3的摻雜濃度進行優(yōu)化，研究發(fā)現(xiàn)：三種摻雜物的摻雜濃度均為0.5％時，獲得的ZnO壓敏薄膜電性能最佳，其非線性系數(shù)為12.63，壓敏電壓為3.13V，漏電流為25.34μA。
　　分別對以上三種摻雜物進行研究，在摻雜適當?shù)那闆r的下，Bi2O3在薄膜退火過程中起到了促進晶界的形成的作用，Co2O3具有增加勢壘高度、提高非線性系數(shù)的作用，而Cr2O3具有降低漏電流及提高非線性