金剛石/氧化鋅薄膜復合結構的制備及其特性的研究
發(fā)布時間:2020-12-15 08:31
硼摻雜金剛石(Boron-doped Diamond,簡稱:BDD)具有較低的電阻率、較強的抗輻射能力、穩(wěn)定的熱性能及化學性能等特點,作為一種寬禁帶半導體材料(禁帶寬度為5.5eV)可用作特殊襯底材料。氧化鋅(Zinc Oxide,簡稱:ZnO)的激子束縛能達到60meV,在室溫下禁帶寬度為3.37eV,是一種優(yōu)異的直接帶隙寬禁帶半導體材料。由于其優(yōu)良的性能及豐富的儲量,ZnO在半導體器件的制備和研究中受到廣泛關注;贐DD和ZnO的特性,制備出BDD/ZnO異質結構可以拓展以寬禁帶半導體材料為基的半導體器件應用范圍。本論文采用熱絲化學氣相沉積法(Hot Filament Chemical Vapor Depostiton,簡稱:HFCVD)制備了p型BDD薄膜,在此基礎上采用射頻磁控濺射法(Radio Frequency Magnetron Sputtering,簡稱RF-MS)在BDD薄膜襯底上制備了n型ZnO薄膜。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、伏安特性(I-V)等手段對所制備的樣品進行表征分析。結果表明,通過研究制備參數對薄膜生長特性的影響規(guī)律,在優(yōu)化制備工藝參...
【文章來源】:長春理工大學吉林省
【文章頁數】:50 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 Diamond的概述
1.2.1 Diamond的結構及性質
1.2.2 BDD的結構及性質
1.2.3 Diamond薄膜的制備方法
1.3 ZnO的概述
1.3.1 ZnO的結構及性質
1.3.2 ZnO薄膜的制備方法
1.4 國內外研究進展
1.5 選題依據及研究內容
第二章 實驗方法
2.1 實驗設備與原理
2.1.1 HFCVD金剛石薄膜沉積系統(tǒng)
2.1.2 HFCVD原理
2.1.3 磁控濺射系統(tǒng)
2.1.4 磁控濺射原理
2.2 表征方法
2.2.1 X-射線衍射(XRD)
2.2.2 掃描電子顯微技術(SEM)
2.2.3 掃描隧道探針(SPM)
2.2.4 紫外-可見分光光譜(UV-Vis)
2.2.5 拉曼光譜(Raman)
2.2.6 霍爾效應(Hall)
2.2.7 伏安特性曲線(I-V)
第三章 薄膜的制備及其結構特性
3.1 BDD薄膜的制備及其特性
3.1.1 BDD薄膜的制備
3.1.2 BDD薄膜的相組成
3.1.3 BDD薄膜的形貌
3.1.4 BDD薄膜的特性
3.1.5 小結
3.2 ZnO薄膜的制備及其特性
3.2.1 ZnO薄膜的制備
3.2.2 ZnO薄膜的相組成
3.2.3 ZnO薄膜的形貌
3.2.4 ZnO薄膜的特性
3.2.5 小結
3.3 BDD/ZnO薄膜復合結構的制備及其特性
3.3.1 復合結構的制備
3.3.2 復合結構的相組成
3.3.3 復合結構的形貌
3.3.4 小結
第四章 BDD/ZnO薄膜復合結構的電學性質
4.1 BDD/ZnO薄膜復合結構器件的制備及性能
4.1.1 器件的制備
4.1.2 器件的性能
4.1.3 小結
4.2 退火溫度對異質結器件的影響
4.2.1 退火溫度對異質結器件相組成的影響
4.2.2 退火溫度對異質結器件形貌的影響
4.2.3 退火溫度對異質結器件Hall特性的影響
4.2.4 退火溫度對異質結器件電學性質的影響
4.2.5 小結
4.3 工作溫度對異質結器件的影響
4.3.1 工作溫度對異質結器件電學性質的影響
4.3.2 工作溫度對異質結器件能帶結構的影響
4.3.3 小結
第五章 總結
致謝
攻讀碩士期間取得的研究成果
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effect of nitrogen on deposition and field emission properties of boron-doped micro-and nano-crystalline diamond films[J]. L.A.Li,S.H.Cheng,H.D.Li,Q.Yu,J.W.Liu,X.Y.Lv. Nano-Micro Letters. 2010(03)
[2]Structural and electrical properties of ZnO films on freestanding thick diamond films[J]. SUN Jian1,2, BAI YiZhen1,2, SUN JingChang2, DU GuoTong2,3 & JIANG Xin1 1 State Key Laboratory for Materials Modification by Laser, Ion and Electron Beams, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2 School of Physics and Optoelectronic Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 3 College of Electronic Science and Engineering, State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Jilin University, Changchun 130023, China. Chinese Science Bulletin. 2008(19)
[3]ZnO納米材料及摻雜ZnO材料的最新研究進展[J]. 趙鏵,李韋,劉高斌,熊穩(wěn),王偉,郭富勝. 材料導報. 2007(S3)
[4]Si(111)襯底上ZnO薄膜的磁控濺射法制備及表征[J]. 汪洪,周圣明,宋學平,劉艷美,李愛俠. 人工晶體學報. 2005(03)
[5]金剛石膜的性質、應用及國內外研究現狀[J]. 顧長志,金曾孫. 功能材料. 1997(03)
[6]硼摻雜p-型半導體金剛石薄膜的氣相合成及其摻雜行為的研究[J]. 于三,鄒廣田,金曾孫. 半導體學報. 1993(09)
[7]射頻濺射ZnO壓電薄膜擇優(yōu)取向度和離散因子的X射線測定法[J]. 郭常霖,吳毓琴. 硅酸鹽學報. 1985(02)
本文編號:2917984
【文章來源】:長春理工大學吉林省
【文章頁數】:50 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 Diamond的概述
1.2.1 Diamond的結構及性質
1.2.2 BDD的結構及性質
1.2.3 Diamond薄膜的制備方法
1.3 ZnO的概述
1.3.1 ZnO的結構及性質
1.3.2 ZnO薄膜的制備方法
1.4 國內外研究進展
1.5 選題依據及研究內容
第二章 實驗方法
2.1 實驗設備與原理
2.1.1 HFCVD金剛石薄膜沉積系統(tǒng)
2.1.2 HFCVD原理
2.1.3 磁控濺射系統(tǒng)
2.1.4 磁控濺射原理
2.2 表征方法
2.2.1 X-射線衍射(XRD)
2.2.2 掃描電子顯微技術(SEM)
2.2.3 掃描隧道探針(SPM)
2.2.4 紫外-可見分光光譜(UV-Vis)
2.2.5 拉曼光譜(Raman)
2.2.6 霍爾效應(Hall)
2.2.7 伏安特性曲線(I-V)
第三章 薄膜的制備及其結構特性
3.1 BDD薄膜的制備及其特性
3.1.1 BDD薄膜的制備
3.1.2 BDD薄膜的相組成
3.1.3 BDD薄膜的形貌
3.1.4 BDD薄膜的特性
3.1.5 小結
3.2 ZnO薄膜的制備及其特性
3.2.1 ZnO薄膜的制備
3.2.2 ZnO薄膜的相組成
3.2.3 ZnO薄膜的形貌
3.2.4 ZnO薄膜的特性
3.2.5 小結
3.3 BDD/ZnO薄膜復合結構的制備及其特性
3.3.1 復合結構的制備
3.3.2 復合結構的相組成
3.3.3 復合結構的形貌
3.3.4 小結
第四章 BDD/ZnO薄膜復合結構的電學性質
4.1 BDD/ZnO薄膜復合結構器件的制備及性能
4.1.1 器件的制備
4.1.2 器件的性能
4.1.3 小結
4.2 退火溫度對異質結器件的影響
4.2.1 退火溫度對異質結器件相組成的影響
4.2.2 退火溫度對異質結器件形貌的影響
4.2.3 退火溫度對異質結器件Hall特性的影響
4.2.4 退火溫度對異質結器件電學性質的影響
4.2.5 小結
4.3 工作溫度對異質結器件的影響
4.3.1 工作溫度對異質結器件電學性質的影響
4.3.2 工作溫度對異質結器件能帶結構的影響
4.3.3 小結
第五章 總結
致謝
攻讀碩士期間取得的研究成果
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effect of nitrogen on deposition and field emission properties of boron-doped micro-and nano-crystalline diamond films[J]. L.A.Li,S.H.Cheng,H.D.Li,Q.Yu,J.W.Liu,X.Y.Lv. Nano-Micro Letters. 2010(03)
[2]Structural and electrical properties of ZnO films on freestanding thick diamond films[J]. SUN Jian1,2, BAI YiZhen1,2, SUN JingChang2, DU GuoTong2,3 & JIANG Xin1 1 State Key Laboratory for Materials Modification by Laser, Ion and Electron Beams, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2 School of Physics and Optoelectronic Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 3 College of Electronic Science and Engineering, State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Jilin University, Changchun 130023, China. Chinese Science Bulletin. 2008(19)
[3]ZnO納米材料及摻雜ZnO材料的最新研究進展[J]. 趙鏵,李韋,劉高斌,熊穩(wěn),王偉,郭富勝. 材料導報. 2007(S3)
[4]Si(111)襯底上ZnO薄膜的磁控濺射法制備及表征[J]. 汪洪,周圣明,宋學平,劉艷美,李愛俠. 人工晶體學報. 2005(03)
[5]金剛石膜的性質、應用及國內外研究現狀[J]. 顧長志,金曾孫. 功能材料. 1997(03)
[6]硼摻雜p-型半導體金剛石薄膜的氣相合成及其摻雜行為的研究[J]. 于三,鄒廣田,金曾孫. 半導體學報. 1993(09)
[7]射頻濺射ZnO壓電薄膜擇優(yōu)取向度和離散因子的X射線測定法[J]. 郭常霖,吳毓琴. 硅酸鹽學報. 1985(02)
本文編號:2917984
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