溶膠-凝膠法製備p型鋁氮共摻雜氧化鋅鎂薄膜研究

楊東翰(Tung-Han Yang)

指導教授 ： 吳振名

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2011.00329

摘要

氧化鋅(ZnO)，一種Ⅱ-Ⅵ 化合物半導體，其室溫(300K)下導帶與價帶間能隙(bandgap)高達3.37eV，近紫外光能量的能隙，是極具潛力應用於發光二極體、壓電元件、場發射、太陽能電池、光檢測器、全透明電子元件等各式各樣的光電元件材料。目前ZnO面臨最大的問題在於p-type ZnO的製備，因為未摻雜的ZnO本身的缺陷如氧空缺(VO)、間隙鋅(Zni)與背景雜質如氫，造成ZnO本質為n-type半導體，若要轉變為p-type導電性質，則必須透過雜質摻雜。
本研究使用濃膠-凝膠法(Sol-gel method)，採用鋁-氮共摻雜(co-doping of Al and N)的方式，在玻璃基板(glass substrate)上，旋轉塗佈(spin-coating)鍍製膜厚控制在250nm左右的p-type ZnO薄膜。除此之外並加入鎂離子(Mg2+)，調整Mg2+成分比，鍍製寬能隙p-type MgxZn1-xO薄膜，比較不同Mg成分比(x=0-0.05)薄膜間在微結構、電學與光學性質上的差異。
此外，製作奈米結構的p-n同質接面二極體(nanostructured ZnO p-n homojunction diode)，此二極體由p-type ZnO薄膜與n-type ZnO 奈米柱組成，比一般傳統的薄膜型二極體相對具有很大的p-n接面接觸面積，電性量測證實具有典型的p-n整流特性。

關鍵字

p型氧化鋅 ； 氮摻雜 ； 氧化鎂

參考文獻

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