本文選題：YIZO　切入點(diǎn)：透明導(dǎo)電薄膜　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氧化鋅(ZnO)為n型氧化物半導(dǎo)體,呈六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),禁帶寬度為3.37eV,屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料,可用于透明電極、平板顯示和智能窗口材料等領(lǐng)域。但是其光電特性在高溫下不是很穩(wěn)定,我們希望通過在其薄膜中摻入兩種或兩種以上的元素來進(jìn)一步提高其性能。摻入In導(dǎo)致的其晶格變化不大,且In的電負(fù)性大,在晶格中以替位的方式存在,能夠?qū)崿F(xiàn)有效摻雜。摻入金屬Y能夠展寬其帶隙,改善ZnO的晶格結(jié)構(gòu),增強(qiáng)其光學(xué)透過率和增強(qiáng)紫外輻射。制備YIZO薄膜的工藝簡單,成本較低,如果提高YIZO薄膜的光電特性,使其制備工藝優(yōu)化,對(duì)Y1ZO薄膜在光電器件領(lǐng)域的應(yīng)用意義重大。1.YIZO透明導(dǎo)電薄膜在本論文中,我們共濺射了四組YIZO樣品,并分別測試并分析了濺射時(shí)的功率、時(shí)間、氣壓和氧分壓對(duì)YIZO薄膜結(jié)構(gòu)特征、表面形貌及光電特征的影響。主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)研究了其他條件相同,濺射功率分別為80W、100W、120W和140W時(shí),YIZO薄膜的特性。對(duì)樣品進(jìn)行一系列的測試和分析后可知,不同功率下的YIZO薄膜均為非晶結(jié)構(gòu)。在可見光范圍內(nèi)所有的YIZO薄膜的光透過率都超過了 80%,即使增大濺射功率,其光透過率的變化也不大,但是吸收邊卻產(chǎn)生了紅移現(xiàn)象。伴隨功率的增大,YIZO薄膜的帶隙由3.42eV減小到3.15eV,其載流子遷移率在逐漸增大,當(dāng)功率為120W時(shí),膜中載流子的濃度最大,此時(shí),薄膜的電阻率最低,為6.48×102Ω·cm。(2)研究了其他條件相同,濺射時(shí)間分別為30min、40min、50min和60min時(shí),YIZO薄膜的特性。對(duì)樣品進(jìn)行一系列的測試和分析后可知,不同時(shí)間下的YIZO薄膜均為非晶結(jié)構(gòu),在可見光范圍內(nèi)所有的YIZO薄膜的光透過率都超過了 82%,即使增長濺射時(shí)間,其光透過率的變化也不大,但是吸收邊卻產(chǎn)生了紅移現(xiàn)象。伴隨時(shí)間的增長,YIZO薄膜的帶隙由3.19eV減小到3.02eV,其載流子遷移率在逐漸增大,但是載流子濃度卻在減小,受遷移率和載流子濃度的影響,當(dāng)時(shí)間為30min時(shí),其電阻率最低,為1.50×10-1Ω·cm。(3)研究了其他條件相同,濺射氣壓分別為0.4Pa、0.7Pa、1.OPa和1.3Pa時(shí),YIZO薄膜的特性。對(duì)樣品進(jìn)行一系列的測試和分析后可知,不同濺射氣壓下的YIZO薄膜均為非晶結(jié)構(gòu),在可見光范圍內(nèi)不同氣壓下的YIZO薄膜的光透過率都超過了 81%,濺射氣壓對(duì)其帶隙影響不大,當(dāng)濺射時(shí)氣體的壓強(qiáng)為0.7Pa時(shí),其光學(xué)帶隙為3.31eV。遷移率、載流子濃度和電阻率隨氣壓變化的規(guī)律并不明顯。(4)在其他條件相同,氧分壓分別為0、0.14、0.29和0.43時(shí),研究了 YIZO薄膜的特性。對(duì)樣品進(jìn)行一系列的測試和分析后可知,不同氧分壓下的YIZO薄膜均為非晶結(jié)構(gòu),伴隨氧分壓的升高,其粗糙度減小而光透過率增大。2.YIZO薄膜晶體管本文選擇表面覆蓋了一層300nmSiO2絕緣層的重?fù)诫sP型硅為襯底,并用射頻磁控濺射法在SiO2表面生長一層YIZO薄膜,然后利用熱蒸發(fā)鍍膜法在YIZO表面鍍上鋁電極,從而制備了底柵頂接觸型的YIZO TFT,并研究了 YIZO薄膜晶體管的電學(xué)特性。經(jīng)測試可知,YIZOTFT為n溝道耗盡型器件,當(dāng)有源層的濺射時(shí)間為2min時(shí),器件的性能較好,其 S.S 為 1.12V/dec.,Vth為-0.94V,μFE為 0.53cm2/V·s,Ion/Ioff為 3.65×104。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN304.21;TN321.5

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