型透明氧化物半导体论文-聂鹏

型透明氧化物半导体论文-聂鹏

导读:本文包含了型透明氧化物半导体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:磁控溅射,ZnO,Ga靶材,NiO,Cu靶材,ZnO,Ga薄膜NiO,Cu薄膜

型透明氧化物半导体论文文献综述

聂鹏[1](2015)在《透明氧化物半导体薄膜的制备及其光电特性的研究》一文中研究指出以ZnO、Ga_2O_3、NiO、CuO等粉末为原料,采用固相反应法制备了ZnO:Ga和NiO:Cu陶瓷靶材。研究了不同烧结温度对ZnO:Ga和NiO:C u陶瓷靶材的致密度和掺杂比的影响。采用射频磁控溅射镀膜机在玻璃衬底上沉积了具有高度c轴择优取向的ZnO:Ga和NiO:Cu透明半导体薄膜。探索了溅射功率、氩气流量、溅射压强、衬底温度和氧气流量等工艺对ZnO:Ga和NiO:Cu薄膜的微结构、光学性能和电学性能的影响。在最佳的成膜工艺下,在ITO玻璃衬底上沉积了ZnO:Ga和NiO:Cu膜,测试了ZnO:Ga和N iO:Cu膜的I-V特性曲线。主要实验结果如下:(1)经1500℃,4小时烧结的ZnO:Ga陶瓷靶材,其镓锌原子掺杂比为4.34%,其致密度高达98.84%。(2)经1300℃,4小时烧结的NiO:Cu陶瓷靶材,其铜镍原子掺杂比为9.96%,其致密度高达98.02%。(3)ZnO:Ga陶瓷靶材的烧结温度超过1550℃时,靶材致密度下降到96%;而镓锌原子掺杂比上升到18.67%,且镓锌原子掺杂比随着烧结时间的增长而升高。(4)在烧结过程中,当烧结温度高于1100℃时,如升温速率超过1℃/min,会导致NiO:Cu陶瓷靶材开裂、弯曲。(5)霍耳效应实验结果显示,本文所制备的ZnO:Ga薄膜均为n型半导体。XRD测试结果显示,在ZnO:Ga薄膜的XRD图谱中,只含ZnO (002)的特征衍射峰。(6)ZnO:Ga薄膜的晶粒尺寸大小、载流子迁移率在溅射功率加大时上升;电阻率和光学透过率在溅射功率增加时候下降。实验结果显示,ZnO:Ga薄膜的光学透过率均大于80%。(7) ZnO:Ga薄膜的晶粒尺寸、载流子迁移率和电阻率随沉积过程中氩气流量、溅射压强、衬底温度和氧氩比的变化而变化。当氩气流量为60SCCM时,ZnO:Ga薄膜的晶粒尺寸较大,载流子迁移率较高,而电阻率较低。当氩气流量为80SCCM时,ZnO:Ga薄膜的光学透过率较高。当溅射压强为0.35Pa时,ZnO:Ga薄膜晶粒尺寸和载流子迁移率较大,而其电阻率较小。当溅射压强为2Pa时,ZnO:Ga薄膜的光学透过率较高。当衬底温度为450℃时,ZnO:Ga薄膜晶粒尺寸和载流子迁移率较大,而其电阻率较小。当衬底温度为350℃时,ZnO:Ga薄膜的光学透过率较高。当氧氩比为1:1时,ZnO:Ga薄膜晶粒尺寸较小,其光学透过率较大。(8)霍耳效应实验结果显示,本文所制备的NiO:Cu薄膜均呈现为p型半导体。(9)NiO:Cu薄膜的载流子迁移率、电阻率和光学透射率随沉积过程中溅射功率、溅射压强、衬底温度和氧氩比的变化而变化。随着溅射功率的增加,NiO:Cu薄膜的电阻率和载流子迁移率逐渐增大,光学透射率逐渐降低。XRD图谱显示,当衬底温度为350℃时NiO(111)衍射峰较强,随着衬底温度的增加,NiO(111)衍射峰强度降低。提高衬底温度导致电阻率和载流子迁移率先增高而后降低。薄膜的光学透过率随衬底温度的升高而升高。当氧氩比为1:1时,NiO (111)衍射峰较强;随着氧氩比的升高,NiO薄膜样品的电阻率先减小而后增大,载流子迁移率先增加后减小,薄膜的光学透过率随氧氩比的升高而升高。(10)在n型ZnO:Ga薄膜上沉积p型NiO:Cu薄膜制成pn结,并采用霍耳效应装置测量其I-V曲线,显示出典型的pn结的I-V曲线。(本文来源于《广西大学》期刊2015-06-01)

周腾,陈征,崔铮[2](2014)在《透明氧化物半导体及其溶液法制备薄膜晶体管》一文中研究指出透明氧化物电子材料是当今最重要的电子材料之一,其本质是一类具有高迁移率的宽带隙半导体。通过调节其组分和结构,可以大范围调节其载流子浓度,从而使其表现为半导体或者导体性质。因此,透明氧化物电子材料可用于多种器件,特别是作为半导体沟道和透明导电电极。透明导电氧化物更早成为了研究热点,并已在商业化应用中广泛使用,透明氧化物作为新一代半导体也被广泛研究,现在透明氧化物半导体薄膜晶体管已经可以实用化。在较低的温度和大气环境中,通过溶液法制备的透明氧化物,表现出了较好的电子特性,因此成为了印刷电子中重要的领域。简要地介绍了透明导电氧化物和透明氧化物半导体晶体管的发展历程,并概述了溶液法制备透明氧化物晶体管方面所做的研究及取得的最新进展。并指出,现今采用的溶液法制备工艺所存在的问题,特别是工艺温度偏高,应进一步深入研究,使在低温工艺下制备高性能透明氧化物晶体管工艺走向成熟,才能进入工业化生产。(本文来源于《中国材料进展》期刊2014年03期)

黄延伟,程寅,李桂峰,张群[3](2009)在《p型掺锂氧化镍透明氧化物半导体薄膜的制备及性能研究》一文中研究指出当前n型透明导电氧化物(TCO)薄膜的性能已经能够满足工业需要,而相应的p型透明导电薄膜材料的研发、工艺制备及性能相对落后,这使得有源透明电子器件(如透明p-n结、透明薄膜晶体管等)的发展受到很大的限制。因此p型透明导电薄膜一直是人们研究的热点。(本文来源于《TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集》期刊2009-08-15)

杨铭,施展,张群[4](2009)在《P型导电Ni_(0.9)Cu_(0.1)O透明氧化物半导体薄膜的研究》一文中研究指出P型CuAlO_2与透明氧化物InGaZnO_4(IGZO)沟道层薄膜的发现开拓了透明电子学全新的研究领域—透明氧化物半导体(Transparent oxide semiconductor,TOS),使得透明p-n结、晶体管以及相应的半导体器件的实现成为可能。然而目前已经实用化的TOS薄膜材料均为n型半导体,性能与之对应的p型材料则一直未能有重大进展,在新型TOS材料的研发、导电机理、合成工艺、新器件和新的应用领域的开拓等方面都有待进一步深入。(本文来源于《TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集》期刊2009-08-15)

施展[5](2009)在《p型Cu_(1-x)Ni_xO透明氧化物半导体薄膜的制备及性能分析》一文中研究指出本文采用固态反应法成功制备了过渡金属氧化物CuO和NiO的混合物Cu_(1-x)Ni_xO靶材,并首次使用脉冲等离子体沉积方法(Pulsed Plasma Deposition,PPD)在普通玻璃衬底上制备了相应的Cu_(1-x)Ni_xO_(1+δ)薄膜。对制备的靶材与薄膜,分别用Seebeck系数、表面轮廓仪、可见光分光光度计等设备方法测试其电学和光学性能,利用XRD、AFM、SEM等手段分析其结构和表面形貌。在分析测试的基础上完成了靶材成分优化设计,PPD工艺参数优化设计和退火处理对薄膜性能影响等方面的研究工作。采用固相反应法制备的一系列Cu_(1-x)Ni_xO靶材在室温下均为p型导电。XRD结果显示Cu_(1-x)Ni_xO靶材具有CuO和NiO的混合相。Cu_(1-x)Ni_xO靶材的电阻率随x的增大先减小后增大,在x>0.9后又减小。靶材成分优化结果表明Cu_(0.95)Ni_(0.05)O靶材的电阻率最小,为256Ωcm。使用Cu_(0.95)Ni_(0.05)O靶材制备p型掺镍氧化铜TOS薄膜。研究发现氧气压强在2.6 Pa~3.4 Pa范围内变化时薄膜电导率先增加后下降,提高工作电压有利于提高薄膜电导率,而变化工作电流对薄膜电导率影响不大。退火处理后薄膜的可见光平均透射率从65%提高到74%。在基板温度30℃、氧气压强3.0 Pa、工作电压-18 kV、工作电流4.5 mA、烧蚀时间20 min条件下制备的薄膜电导率最高,达到7.1 Scm~(-1),可见光透射率约为65%。使用Ni_(0.9)Cu_(0.1)O靶材制备p型掺铜氧化镍TOS薄膜。研究发现氧气压强在2.6 Pa~3.4 Pa范围内变化时薄膜电导率随氧气压强增加而增大。退火处理后薄膜的可见光平均透射率从71%提高到85%。在基板温度30℃、氧气压强3.4 Pa、工作电压-18 kV、工作电流4.5 mA、烧蚀时间20 min条件下制备的Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_(1+δ)薄膜电导率最高,达到1.4 Scm~(-1),可见光透射率约为71%。研究结果表明,Cu_(1-x)Ni_xO(0≤x≤1)材料体系是一种新型的p型导电透明氧化物半导体材料,显示出相对良好的光学和电学性能,值得进一步研究和关注。(本文来源于《复旦大学》期刊2009-05-18)

赵学平[6](2009)在《p型铜铁矿结构透明氧化物半导体的制备与性能研究》一文中研究指出透明氧化物半导体(TOS)是一种在可见光区域具有良好透过率与导电性的材料,根据导电类型可将其划分为n型和p型两类。目前,n型TOS已经得到广泛应用,而p型TOS相对缺乏。本文立足于p型TOS的广泛应用前景,基于价带化学修饰理论,以具有铜铁矿结构的层状化合物(CuAlO2, CuCrO2, CuNdO_2和AgAlO_2)为研究对象,通过掺杂改性的手段来提高该类材料的空穴导电性能。在提高空穴导电性及探索新型p型TOS方面已经取得一定进展,归纳起来可概括为以下几部分。1.采用磁控溅射在石英衬底上成功制备了受主掺杂的CuAl_(1-x)Cu_xO_2薄膜和同价态掺杂的CuAl_(1-x)Fe_xO_2薄膜,薄膜的电导率在掺杂后均得到明显提升。厚度为300 nm左右的薄膜对可见光的透过率分别介于60~80%和60~70%之间,其直接带隙分别由掺杂前的3.30eV增加到掺杂后的3.73eV和3.67eV,带隙宽度的增加可能与掺杂产生空穴载流子造成的Burstein–Moss效应有关。从光学带隙拟合图谱中发现,掺杂后的样品均出现一新吸收边,与掺杂在带隙中形成的杂质能级有关。薄膜样品的最高室温电导率分别为0.0122 S cm~(-1)和0.0110 S cm~(-1),在近室温区所有薄膜的电导率随温度变化均遵从Arrhenius规律,揭示了薄膜的导电符合半导体热激活机制。2. CuCrO_2是铜铁矿体系中电导率最高的一种,但可见光透过率很低,利用磁控溅射方法,通过调节退火温度与衬底温度成功制备了透过率与导电性良好的CuCrO_2薄膜。薄膜透过率随退火温度升高而增大,最高为70%;电导率则随退火温度升高而降低,从退火前的0.079 S cm~(-1)降低到0.005 S cm~(-1)。扫描电子显微照片显示,退火后薄膜表面开裂是导致电学性能下降的主要原因。提高衬底温度后,薄膜的电学性能与光学性能均得到提升,最高电导率为0.33 S cm~(-1),平均透过率为50%左右。3.针对N元素在p型TOS薄膜中起到的受主杂质作用,采用半导体掺杂技术成功实现了对CuCrO_2薄膜的受主N掺杂。以N_2O为N源,按不同流量比混入溅射气体中制备N掺杂CuCrO_2薄膜。XPS检测发现CuCrO_2薄膜中Cu与Cr的原子比符合化学计量比,当N_2O流量比为30%的时候,薄膜中的N原子含量基本饱和,达到CuCrO_2化学计量比中O原子的18.4 at.%左右。N掺杂CuCrO_2薄膜的最高电导率为17.85 S cm~(-1),最大载流子浓度为1.38×10~(20) cm~(-3),均比未掺杂的薄膜提高两个数量级,正的Hall系数和Seebeck系数表明所有薄膜均为p型导电。掺杂CuCrO2薄膜的光学透明度基本没发生变化,在可见光范围内平均透过率介于50~60%之间。4.鉴于目前p型TOS的研究现状,寻找一种新型的p型TOS尤为重要,利用高温固相反应法和阳离子置换反应法成功合成了具有铜铁矿结构的CuNdO_2和AgAlO_2粉体。采用UV–Vis分光光度计研究了材料的吸收光谱,从吸收光谱估算出这两种材料的光学带隙宽度分别为3.14eV和3.10eV,由此可见这两种材料也是理想的TOS候选材料。(本文来源于《北京工业大学》期刊2009-05-01)

李喜峰,王颖华,李桂锋,张群,黄丽[7](2006)在《渠道火花烧蚀法制备p型透明氧化物半导体薄膜》一文中研究指出渠道火花烧蚀法(Channel Spark Ablation,CSA)是利用脉冲电子束轰击烧蚀靶材以制备薄膜的方法。它与熟知的脉冲激光束沉积法(Pulsed Laser Deposition,PLD)类似,所不同的是CSA方法利用脉冲电子束而非脉冲激光束来轰击靶材,故而是一种相对新颖、通用而又有效的制备薄膜和纳米团簇的方法,具有与PLD同样的有效性和普适性,但操作上更为简便,而且产生强电子脉冲也相对简单和成本低廉。它的特点是:能够制备与靶材的化学计量比一致的多组分复合材料薄膜;粒子能量大,所需的基板温度可以较低;适合制备“困难”材料,即熔点较高、成分不易控制的薄膜(特别是氧化物);无论是金属材料还是绝缘体材料,透明靶还是不透明靶均可烧蚀。(本文来源于《中国真空学会2006年学术会议论文摘要集》期刊2006-10-01)

型透明氧化物半导体论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

透明氧化物电子材料是当今最重要的电子材料之一,其本质是一类具有高迁移率的宽带隙半导体。通过调节其组分和结构,可以大范围调节其载流子浓度,从而使其表现为半导体或者导体性质。因此,透明氧化物电子材料可用于多种器件,特别是作为半导体沟道和透明导电电极。透明导电氧化物更早成为了研究热点,并已在商业化应用中广泛使用,透明氧化物作为新一代半导体也被广泛研究,现在透明氧化物半导体薄膜晶体管已经可以实用化。在较低的温度和大气环境中,通过溶液法制备的透明氧化物,表现出了较好的电子特性,因此成为了印刷电子中重要的领域。简要地介绍了透明导电氧化物和透明氧化物半导体晶体管的发展历程,并概述了溶液法制备透明氧化物晶体管方面所做的研究及取得的最新进展。并指出,现今采用的溶液法制备工艺所存在的问题,特别是工艺温度偏高,应进一步深入研究,使在低温工艺下制备高性能透明氧化物晶体管工艺走向成熟,才能进入工业化生产。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

型透明氧化物半导体论文参考文献

[1].聂鹏.透明氧化物半导体薄膜的制备及其光电特性的研究[D].广西大学.2015

[2].周腾,陈征,崔铮.透明氧化物半导体及其溶液法制备薄膜晶体管[J].中国材料进展.2014

[3].黄延伟,程寅,李桂峰,张群.p型掺锂氧化镍透明氧化物半导体薄膜的制备及性能研究[C].TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集.2009

[4].杨铭,施展,张群.P型导电Ni_(0.9)Cu_(0.1)O透明氧化物半导体薄膜的研究[C].TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集.2009

[5].施展.p型Cu_(1-x)Ni_xO透明氧化物半导体薄膜的制备及性能分析[D].复旦大学.2009

[6].赵学平.p型铜铁矿结构透明氧化物半导体的制备与性能研究[D].北京工业大学.2009

[7].李喜峰,王颖华,李桂锋,张群,黄丽.渠道火花烧蚀法制备p型透明氧化物半导体薄膜[C].中国真空学会2006年学术会议论文摘要集.2006

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