ITO电极与n-ZnO薄膜的欧姆接触特性.docVIP

 ITO 电极与 n-ZnO 薄膜的欧姆接触特性 宋力君1，杜国同1，李万程2，蔡旭浦2，夏晓川1** （1. 大连理工大学物理与光电工程学院，辽宁大连 116024； 5 10 2. 吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012） 摘要：利用射频磁控溅射方法在 n-ZnO 薄膜上制备了厚度为 100nm 的铟锡金属氧化物（ITO） 电极。为了降低 ITO 电极和 n-ZnO 薄膜之间的接触电阻，在高纯 N2 气体保护下，对样品在 200、300和 400温度下进行退火处理，时间为 3min。而后进行 I-V 特性测试，结果表 明退火前后样品都呈现出欧姆接触特性。再利用圆点型传输线模型(CTLM)，计算 ITO 电极 与 n-ZnO 薄膜的接触电阻率，发现其接触电阻率存在规律变化。300退火后得到的样品具 有最低的接触电阻率 6.0×10-3Ωcm2。同时，利用原子力显微镜(AFM)和紫外分光光度计对 ITO 电极表面形貌和光透射特性进行了分析。 关键词：欧姆接触；接触电阻率；射频磁控溅射；ZnO；ITO 中图分类号：O472 15 Properties of ITO ohmic contacts to n-ZnO SONG Lijun1, DU Guotong1, LI Wancheng2, CAI Xupu2, XIA Xiaochuan1 (1. Physics and Optoelectronic Technology School, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024; 20 25 30 35 40 2. Electronic Science and Engineering School, Jilin University, Changchun, 130012) Abstract: 100nm thick Indium-Tin-Oxide (ITO) layer was deposited on n-ZnO by radio-frequency magnetron sputtering method. The samples were annealed at 200℃, 300℃ and 400℃ for 3 min in N2 in order to produce low-resistance ohmic contacts. Then the I-V curves were measured, all the as-deposited and annealed samples show an ohmic behavior. The specific resistances of the ITO contacts to n-ZnO were calculated with Circular transmission line model (CTLM), and they changed regularly. The lowest specific contact resistance was 6.0×10-3Ωcm2 of the sample annealed at 300℃. The Atomic force microscope (AFM) and Ultraviolet spectrophotometer were employed to characterize the morphology and the transmittance spectrum of ITO. Key words: ohmic contact; specific contact resistance; radio-frequency magnetron sputtering; ZnO; ITO 0 引言 ZnO 半导体材料的禁带宽度为 3.37eV，激子束缚能高达 60meV。同时，ZnO 在空气中 也有较好的热稳定性和化学稳定性，这些性质使其在发光二极管、激光二极管和太阳能电池 等光电器件制备方面引起了人们的广泛关注[1]。为了更好的实现其在器件方面的应用，需要 研究并制备出适合于 p 型和 n 型 ZnO 的低阻欧姆接触电极[2-4]。如果接触电极和半导体之间 存在较大的接触电阻，那么器件的性能就会由于散热或者接触不良而显著下降，因此获得低 电阻、热稳定的欧姆接触是非常关键的[5-7]。另外，对于 ZnO 基发光器件而言，提高电极在 带边以下的透光率可以提高器件的出光效率，如光输出功率，外量子效率等。当使用金属电 极时，如果其厚度太大，就会导致透光率的降低；如果厚度太小，则其热稳定性和可靠性变 差，还会产生电流非均匀扩散问题，导致