《透明氧化物半導體異質結特性的研究》是依託上海師範大學，由韓奇峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：透明氧化物半導體異質結特性的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韓奇峰
- 依託單位：上海師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
透明氧化物半導體（TCO）PN結被認為是製作透明電子器件的重要發展方向。對同一TCO材料分別實現高效的n型和p型摻雜目前還沒有一個很好的材料體系。這就要求根據不同材料的摻雜特性開展不同材料間異質結特性的研究，但現有TCO異質結存在著高透光性p型材料難以獲得和異質結漏電流大的問題。本項目將以CuCrO2/ZnO異質結為對象，開展如下研究工作。首先採用脈衝雷射沉積方法研製CuCrO2外延生長薄膜，通過Mg，Ca，Sr等共摻雜產生的離子半徑補償效應獲得薄膜的高透過率和高導電性，研究不同摻雜材料和摻雜方式對CuCrO2薄膜光學（透射率）和電學性質（電導率）的影響，確定最佳摻雜方案來製備的優質p型CuCrO2薄膜。在此基礎上，生長Al摻雜的ZnO薄膜，形成異質結結構，並結合原子層沉積方法在接觸區插入高K材料的原子層，起到延緩異質結晶格畸變和阻斷界面反應的作用，從而改善異質結的漏電特性。
結題摘要
透明氧化物半導體（TCO）PN結被認為是製作透明電子器件的重要發展方向。對同一TCO材料分別實現高效的n型和p型摻雜到目前為止還沒有一個很好的材料體系。這就要求根據不同材料的摻雜特性開展不同材料間異質結特性的研究，但現有TCO異質結存在著高透光性p型材料難以獲得以及異質結漏電流大的問題。 本項目以CuCrO2/ZnO異質結為對象，開展了如下研究工作。首先採用脈衝雷射沉積方法研製CuCrO2外延生長薄膜，通過Mg共摻雜產生的離子半徑補償效應獲得薄膜的高透射率和高導電性，研究了不同Mg含量對CuCrO2薄膜光學（透射率）和電學性質（電導率）的影響之後，確定使用CuCr0.95Mg0.05O2來製備的優質p型CuCrO2薄膜。在此基礎上，生長n型Al摻雜的ZnO(AZO) 薄膜，形成異質結結構。研究了CuCr0.95Mg0.05O2/AZO、CuCr0.95Mg0.05O2/ZnO/AZO和CuCr0.95Mg0.05O2/ZrO2/AZO PN結的整流效應，發現加入ZnO和高K介質ZrO2緩衝層之後，二極體整流效應明顯增強，正向電流與漏電流的比例在-1.5V到+1.5V的範圍內分別達到了70和50。說明在加入緩衝層後，起到延緩異質結晶格畸變和阻斷界面反應的作用，從而改善異質結的漏電特性。而ZrO2的正向電流與漏電流的比例較使用ZnO略小的原因可以歸於其與AZO晶格差距略大。 總之，在本項目的資助下，我們成功地製備出高透過率和高導電性的p型CuCr0.95Mg0.05O2薄膜和n型AZO薄膜，並製備出PN結。在使用了合適的界面緩衝層之後，二極體的整流效應明顯增強。
