基于氧化鋅半導(dǎo)體薄膜的光電器件研究.pdf

1、在過去幾年，人們一直對(duì)透明導(dǎo)電氧化物(TCO)的發(fā)展很感興趣。TCO薄膜由于具備較高的可見光透過率和導(dǎo)電性，被廣泛應(yīng)用在各種電子和光電領(lǐng)域，例如顯示器，太陽(yáng)能電池以及光電子器件。ZnO是一種Ⅱ-Ⅵ族直接寬帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下的禁帶寬度為3.37 eV，它的激子束縛能高達(dá)60 meV。此外，ZnO具有顯著的光學(xué)和電學(xué)特性，具有較高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，它的熔點(diǎn)也很高。另外，ZnO原材料豐富，價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害，制備工藝簡(jiǎn)單，具有很大的

2、商用價(jià)值。因此，越來越受到人們的關(guān)注并成為研究的熱點(diǎn)。正是因?yàn)閆nO具有這些特性，所以它很適合用于制備各種光電器件，比如發(fā)光二極管、激光器、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等等。本論文主要利用磁控濺射法制備了Ag/ZnO肖特基二極管和In摻雜ZnO（IZO）薄膜晶體管，并對(duì)它們的電學(xué)性能進(jìn)行了分析。
　　本文我們采用磁控濺射的方法，利用ZnO陶瓷靶，在ITO玻璃襯底上制備了一層ZnO薄膜，然后，利用 X射線衍射儀和紫外可見分光光度儀分別對(duì)500℃下所

3、制備的ZnO薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)質(zhì)量和光學(xué)透過率進(jìn)行了表征。我們從XRD圖可以看出所制備的ZnO薄膜具有良好的c軸擇優(yōu)取向，而且我們計(jì)算得出了ZnO的晶粒尺寸約為19.5 nm。從透過率圖中可以看出ZnO具有很好的透過性并且我們從吸收?qǐng)D中計(jì)算出了ZnO的禁帶寬度約為3.24 eV。在制備薄膜的基礎(chǔ)上，我們制備了Ag/ZnO肖特基二極管，分析了不同的光照強(qiáng)度和溫度變化對(duì)器件的電學(xué)性能的影響。我們發(fā)現(xiàn)理想因子和勢(shì)壘高度隨光照強(qiáng)度的增加均減小，串聯(lián)

4、電阻的值隨光照強(qiáng)度的增加而降低。對(duì)298－343K的溫度范圍內(nèi)測(cè)得的 I－V曲線進(jìn)行分析，得出二極管的理想因子和串聯(lián)電阻隨著溫度的升高而減小，勢(shì)壘高度則隨著溫度的增加而增加。在制備肖特基二極管的基礎(chǔ)上，我們制備了基于ZnO的肖特基柵晶體管并對(duì)它的電學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。
　　最后，我們以磁控濺射為依托，探究性的采用了三種不同的制備方法制備出底柵式IZO薄膜晶體管并對(duì)其中一種制備方法制備出的晶體管進(jìn)行了真空退火，隨后我們用Keithle