博士论文-p型透明导电氧化物薄膜的制备及微结构研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨铁莹 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 姜晓明 ; 王焕华 |
| 关键词 | p型SnO2薄膜 p型ZnO薄膜 磁控溅射 pn结 X射线漫散射 |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 中文摘要 | 透明导电氧化物（TCO）上世纪初已经出现，它们作为透明导体已得到广泛的应用，例如用作太阳能电池和平板显示器的透明电极、低辐射窗户、触摸感应控制板等等，但是，作为宽禁带半导体在短波长光电子器件领域的应用却严重受制于缺乏高性能的p型TCO。高性能p型TCO材料的缺乏，严重阻碍了透明发光器件、透明晶体管乃至透明集成电路的实现。SnO2具有独特的电学和光学性质，良好的热稳定性、化学稳定性和机械稳定性，所以在很多领域得到了广泛的应用。本论文利用射频磁控溅射方法制备了p型透明导电的SnO2:Ga薄膜，并且进行了一系列电学、光学性能测量以及形貌、结构表征，探讨了生长条件、结构、性能之间的依赖关系和p型导电的根源。; 同以往的工作不同的是，我们采用原位加热而不是后期退火，且工作气体为Ar/O2混合气体而不是纯Ar气，这样更有利于抑制作为施主的锡填隙（Sni）和氧空位（VO）的形成。通过仔细地优化实验条件，在石英玻璃衬底和表面轻微氧化的n型Si(001)衬底上都制备出了低电阻率的p型透明导电SnO2:Ga薄膜，而且薄膜性能相当稳定。; 通过性能测量和结构表征，我们发现随着掺杂浓度的增加薄膜结晶质量逐渐变差，而且择优取向由(110)逐渐转变为(101)取向，光学带隙逐渐变宽；随着沉积温度的提高，薄膜结晶质量逐渐变好，光学带隙逐渐变宽。; 我们利用非掺杂的SnO2靶制备出了具有p型导电性的薄膜，并利用卢瑟福背散射（RBS）进行分析，发现了除Ga3+掺杂之外的另一个导致p型导电的根源——晶界氧吸附，这可以很好的解释随沉积温度升高，p型导电性先变好再变差的实验结果。; 通过在商用的n型SnO2:F玻璃以及通过射频磁控溅射方法制备的n型SnO2:Sb薄膜上溅射SnO2:Ga薄膜，我们成功制备出了整流特性良好的SnO2同质pn结。; ZnO具有非常优越的光电性能，被认为最有可能取代GaN成为制造紫外激光器、紫外或蓝光发光二极管的材料。要实现ZnO在紫外发光二极管和紫外激光器的应用，关键是制备出优质的p型ZnO。但是由于强烈的空穴局域化以及自身缺陷的复杂行为，迄今为止得到的p型ZnO的电导率、重复性、稳定性和寿命都还很不理想。本论文介绍了在缺陷表征方面具有独特优势的X射线漫散射方法的理论、实验测量和信息获取方法，并且利用X射线漫散射方法对ZnO薄膜进行了实验测量，得出了薄膜内缺陷的尺寸和类型等信息。; ; 关键词：透明导电氧化物，p型SnO2薄膜，p型ZnO薄膜，磁控溅射，pn结，X射线漫散射，微结构 |
| 学科主题 | 凝聚态物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209641]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨铁莹. 博士论文-p型透明导电氧化物薄膜的制备及微结构研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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