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《p型透明導(dǎo)電氧化物CuAlO2薄膜的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文p型透明導(dǎo)電氧化物CuAlO<,2>薄膜的制備與性能研究姓名：蘭偉申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：王印月;嚴(yán)輝20070501蘭州夫?qū)W理學(xué)博I。學(xué)1吐論文同時，對CuAl02薄膜的結(jié)構(gòu)也造成了一定程度的影響。通過使用XRD、Rflmfln和AFM等手段詳細(xì)研究了不同氧分壓CuAl02薄膜在經(jīng)退火處理之后的結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)變化。發(fā)現(xiàn)20％氧分壓CmAl02薄膜表現(xiàn)出了最佳的結(jié)構(gòu)特性。由于富氧原子處入CuAl02品格間隙位加劇了沿c軸方向負(fù)熱膨脹行為而造成較大的內(nèi)應(yīng)力，薄膜在釋放內(nèi)應(yīng)力的同時導(dǎo)致薄膜表面出現(xiàn)一些微觀空洞，而且隨著
2、氧分壓的增加微觀空洞逐漸增多變大變深，最終在60％氧分壓時致使薄膜成為非晶態(tài)。4．實現(xiàn)了n型低阻si襯底上制備P型CuAl02薄膜而構(gòu)成的突變異質(zhì)結(jié)。在Ag／Si／Ag和Ag／CuAl02／Ag0量I-V特性均顯示線形變化的基礎(chǔ)上，檢測發(fā)現(xiàn)p-CuAl02／n—Si異質(zhì)結(jié)具有較好的整流特性，開啟電壓為0．5V左右。由于Si的載流子濃度高／±ICuAl023~4個數(shù)量級，按照P．rl+單邊突變結(jié)理論對該異質(zhì)結(jié)進(jìn)行了計算擬合，發(fā)現(xiàn)界面態(tài)效應(yīng)和串聯(lián)電阻效應(yīng)是影響該異質(zhì)結(jié)整流特性的重要因素，并且擬合得到串聯(lián)電阻為13Q。5．鑒于N元素在P型TCO薄膜中所起到的
3、受主雜質(zhì)作用，采用半導(dǎo)體摻雜技術(shù)成功實現(xiàn)了對CuAl02薄膜的受主N摻雜。以N20氣體為N源，按不同流量比混入濺射氣體中制備N摻雜CuAl02薄膜。AES檢測發(fā)現(xiàn)CuAl02薄膜中Cu、AI原子比符合化學(xué)計量比，當(dāng)N20流量比為15％時，薄膜中的N原子含量基本飽和，達(dá)到CuAl02化學(xué)計量比中O原子的5．9at．％左右。N摻雜CuAl02薄膜的最小電阻率為100cm，最大載流子濃度為1016em-3，與未摻雜薄膜相比分別降低和提高了一個數(shù)量級。摻雜CuAl02薄膜光學(xué)透明度基本上未發(fā)生變化，在可見光范圍內(nèi)透過率介于60．70％之間，對近紅外光透過率最高
4、超過85％，而摻雜樣品的光學(xué)吸收邊與未摻雜相比出現(xiàn)了藍(lán)移，可能與摻雜產(chǎn)生空穴載流子造成的Burstein．Moss效應(yīng)有關(guān)。關(guān)鍵詞：P型透明導(dǎo)電氧化物；CuAl02薄膜；濺射法；薄膜結(jié)構(gòu)；光學(xué)和電學(xué)特性IIABSTRACTBaseduponthetheoryof‘'thechemicalmodulationofthevalenceband，，，CuAl02wasfirstlydiscoveredasap-typetransparentconductingoxide(TCO)，whichhastheespecialopticalandelectrical
5、properties．Thediscoveryofp-typeTCOmadepossiblethefabricationoftransparentoxideoptoelectrortiedevicessuchastransparentp-njunctiondiodesandtransistorsusinganappropriatecombinationofp-andn-typeTCOfilms，whichalsoledTCOmaterialtothefrontieroftransparentoxidesemiconductor(TOS)．However
6、，thepreparationofCuAl02filmwitllexcellentpropertiesalwaysisaverydifficultcase．uptonow,severaltechniques．suchaspulselaserdeposition,plasmaenhancedchemicalvapordepositionandsputtering，havebeenusedtosynthesizeCuAl02films，whichaleverydifferentonthestruetureandoptical／electricalprope
7、rties．ConsideringissuesaboutthepresentdevelopingstateofCuAl02filmandthesuperiorityofsputteringintheindustrialization,thedissertationisaimedatfabricatinghigh-qualityp-typeCuAl02filmsonquartzglassandSisubstratesusingffmagnetronsputtering,themainresearchprocessesachievedhavebeensum
8、medupasfollowing：1．Theoptimizedparametershavebe
