基于氧化锌半导体薄膜的光电器件研究

发布时间：2018-01-08 03:27

  本文关键词：基于氧化锌半导体薄膜的光电器件研究　出处：《河南大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 磁控溅射 肖特基二极管 理想因子 势垒高度 串联电阻 薄膜晶体管

【摘要】：在过去几年,人们一直对透明导电氧化物(TCO)的发展很感兴趣。TCO薄膜由于具备较高的可见光透过率和导电性,被广泛应用在各种电子和光电领域,例如显示器,太阳能电池以及光电子器件。Zn O是一种Ⅱ-Ⅵ族直接宽带隙半导体材料,室温下的禁带宽度为3.37 e V,它的激子束缚能高达60 me V。此外,Zn O具有显著的光学和电学特性,具有较高的化学和热稳定性,它的熔点也很高。另外,Zn O原材料丰富,价格低廉,对环境无毒无害,制备工艺简单,具有很大的商用价值。因此,越来越受到人们的关注并成为研究的热点。正是因为Zn O具有这些特性,所以它很适合用于制备各种光电器件,比如发光二极管、激光器、场效应晶体管等等。本论文主要利用磁控溅射法制备了Ag/Zn O肖特基二极管和In掺杂Zn O(IZO)薄膜晶体管,并对它们的电学性能进行了分析。本文我们采用磁控溅射的方法,利用Zn O陶瓷靶,在ITO玻璃衬底上制备了一层Zn O薄膜,然后,利用X射线衍射仪和紫外可见分光光度仪分别对500℃下所制备的Zn O薄膜的结晶结构质量和光学透过率进行了表征。我们从XRD图可以看出所制备的Zn O薄膜具有良好的c轴择优取向,而且我们计算得出了Zn O的晶粒尺寸约为19.5 nm。从透过率图中可以看出Zn O具有很好的透过性并且我们从吸收图中计算出了Zn O的禁带宽度约为3.24 e V。在制备薄膜的基础上,我们制备了Ag/Zn O肖特基二极管,分析了不同的光照强度和温度变化对器件的电学性能的影响。我们发现理想因子和势垒高度随光照强度的增加均减小,串联电阻的值随光照强度的增加而降低。对298-343K的温度范围内测得的I-V曲线进行分析,得出二极管的理想因子和串联电阻随着温度的升高而减小,势垒高度则随着温度的增加而增加。在制备肖特基二极管的基础上,我们制备了基于Zn O的肖特基栅晶体管并对它的电学性能进行了测试。最后,我们以磁控溅射为依托,探究性的采用了三种不同的制备方法制备出底栅式IZO薄膜晶体管并对其中一种制备方法制备出的晶体管进行了真空退火,随后我们用Keithley 4200半导体特性分析对所制备的器件的电学性能进行了测试并对输出特性曲线和转移特性曲线进行分析,最终计算出了它们各自的电流开关比、阈值电压和载流子饱和迁移率。
[Abstract]:In the past few years, people have been interested in the development of transparent conductive oxide (TCO). TCO thin films have been widely used in various fields of electronics and photoelectricity due to their high visible light transmittance and conductivity. For example, displays, solar cells and optoelectronic devices. Zno is a kind of 鈪，

本文编号：1395455