高质量氮化锌薄膜的制备及氮化锌薄膜晶体管的构建研究
批准号:
51272134
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
计峰
依托单位:
学科分类:
E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
宗福建、张锡健、蒋志勇、王晓晖、翟露青、杨忙、吕畅
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中文摘要
氮化锌(Zn3N2)材料在薄膜晶体管、太阳能电池等领域都有着潜在的应用价值。本项目拟采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法进行高质量氮化锌(Zn3N2)薄膜的制备,研究Zn3N2薄膜的晶体结构性质、光电性质及其与生长条件的关系;采用MOCVD方法制备p-Si/n-Zn3N3异质结晶体管,研究其结构及光电特性;研究通过Zn3N2薄膜后氧化方法制备p-ZnO的工艺条件;进而研究分别利用MOCVD方法直接制备及Zn3N2薄膜后氧化两种方法制备p-ZnO/n-Zn3N3异质结薄膜晶体管工艺方法及条件;对Zn3N3基沟道场效应管的构建方法及其结构及光电特性进行研究。
英文摘要
本项目分别采用MOCVD方法以及磁控溅射方法对Zn3N2薄膜的生长特性进行了研究并对Zn3N2薄膜的Al掺杂特性及Zn3N2基pn结及场效应器件进行了研究。.在MOCVD法制备Zn3N2薄膜的工艺中,研究了生长温度、压强、流量比等参数对薄膜生长特性、结构及光电性质的影响。通过MOCVD方法制备出了具有单一择优取向,结晶质量良好的Zn3N2薄膜;但在样品中都发现存在非故意掺杂的氧杂质且对Zn3N2薄膜的光电性质起着重要作用。随工艺参数的不同,Zn3N2薄膜的光学带隙可在1.8eV至2.2eV间变化,透过率可在30%至80%间变化。实验中所制备的Zn3N2薄膜都为n型直接带隙半导体,其迁移率最高可达211.9cm2V-1s-1。Zn3N2薄膜经一定温度空气退火后,可转变为ZnO:N薄膜。退火后,样品透过率明显提高,光学带隙变宽;但所得到的ZnO:N薄膜都呈现出高阻态,其确切的导电类型无法确定;因此本实验通过对Zn3N2退火尚无法得到确切的p-ZnO材料。.研究了反应磁控溅射方法制备Zn3N2薄膜的工艺。在压强为10Pa、溅射功率为45W及氮-氩-比例为1:1时,制备的Zn3N2薄膜具有相对较好的质量。在反应磁控溅射方法制备的Zn3N2薄膜中同样发现具有非故意掺杂的氧元素存在。采用反应磁控溅射方法进行了Zn3N2薄膜的铝掺杂实验。ZnN:Al薄膜在可见光区域的透过率及光学带隙随着掺杂浓度的增加而增大。.采用PLD方法制备了ZnCo2O4薄膜作为p型层与反应磁控溅射方法制备的Zn3N2薄膜构建了pn结器件。p-ZnCo2O4/n-ZnN:Al异质结器件在可见光区域的透过率大于30%,具有明显的整流特性,其正反向电流比可达1.8E2,正向导通压降为2.67V。采用反应磁控溅射方法制备了底栅Zn3N2薄膜场效应器件。器件具有典型的耗尽型器件I-V特性。
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DOI:--
发表时间:2014
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:计峰;张雪;吕畅;侯振太
通讯作者:侯振太
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:计峰;谭永亮;吕畅;侯振太
通讯作者:侯振太
低温等离子体辅助MOCVD技术制备AlInN薄膜材料的生长及掺杂特性研究
- 批准号:51072101
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:计峰
- 依托单位:
p型二氧化锡薄膜的制备及其性质研究
- 批准号:50672053
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:计峰
- 依托单位:
国内基金
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