ZnOS合金薄膜及S-N共摻雜p型ZnO薄膜的結構與光電性能研究.pdf

1、ZnO是重要的寬帶隙化合物半導體，激子束縛能高達60meV，在短波長光電器件領域具有巨大的應用潛力。ZnOS合金體系具有較大的彎曲系數(shù)，且研究表明S的加入抬升了ZnO的價帶頂，降低了受主激活能，可提高p型摻雜的效率。本文以ZnOS合金體系為基本的研究對象，利用磁控濺射法制備了ZnS薄膜、ZnOS合金薄膜和S-N共摻雜ZnO薄膜，并圍繞其結構和性能展開研究。
　　通過優(yōu)化生長氣壓制備了高結晶質量的ZnS薄膜，薄膜成分符合標準化學計量

2、，為六方纖鋅礦結構，且沿(0002)方向擇優(yōu)取向，其光學禁帶寬度為3.64eV。
　　研究了氧分壓和襯底溫度對ZnOS合金成分的影響，實現(xiàn)了成分可控的合金薄膜的制備。當S含量在0～1之間變化時，ZnOS薄膜物相的演變過程為:ZnO相→ZnO相和ZnS相共存→ZnS相。晶格常數(shù)c隨著S含量的增大而線性增大，且S以-2價形式存在，表明S進入了O的替代位。隨著S含量的增大，禁帶寬度先減小再增大，呈現(xiàn)能帶彎曲現(xiàn)象，彎曲系數(shù)為1.45eV。