直流反應磁控濺射法制備p型透明導電錫銻氧化物薄膜.pdf

1、p型透明導電氧化物(TCO)薄膜可實現(xiàn)全透明導電氧化物薄膜材料構成的透明p-n結和相應的透明半導體器件，開啟一個嶄新的透明光電子時代。p型寬禁帶氧化物摻雜是目前實現(xiàn)p型TCO薄膜的研究熱點之一，雖然已經(jīng)取得了較大的進展，但其性能與實際應用還存在相當大距離，還需要不斷的完善性能和開發(fā)新的p型氧化物薄膜材料。 本論文先對目前p型透明導電氧化物薄膜的研究進展加以綜合論述。在此基礎上，根據(jù)氧化銻的電子結構特征和寬禁帶氧化物p型摻雜機理，

2、嘗試在氧化銻中摻入適量Sn元素以獲取一種新型p型透明導電氧化物薄膜。實驗采用直流反應磁控濺射法室溫下沉積錫銻氧化物薄膜，然后空氣中熱處理以獲得p型透明導電錫銻氧化物薄膜，系統(tǒng)地研究了Sn/Sb原子比、氧氣分壓比、熱處理溫度和時間這些工藝參數(shù)對薄膜性能的影響。利用高分辨X射線衍射儀(XRD)、紫外分光光度計(UV-Vis)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、霍爾效應(Hall)測試、X射線光電能譜(XPS)等測試手段對各個工藝參數(shù)下制備的薄膜

3、進行表征和分析。研究結果表明：當Sn/Sb原子比處于0.22～0.34之間，氧氣分壓比大于0.32，熱處理溫度高于400℃時，可獲得光電性能良好的p型錫銻氧化物薄膜。本實驗制備的p型錫銻氧化物薄膜保持正交晶系的Sb2O4結構；光學禁帶寬度約為3.90eV，可見光平均透射率可達到85％以上；最低電阻率為0.22Ω·cm，最高空穴濃度為7.74×1019cm-3。進一步研究發(fā)現(xiàn)：Sn4+替代混合價態(tài)氧化物Sb2O4晶格中Sb+5位置，形成受