ZnO薄膜离子注入改性的研究进展.pdfVIP

第24卷 第 3期 液 晶 与 显 示 V01．24．NO．3 2009年 6月 ChineseJournalofLiquidCrystalsandDisplays Jun．，2009 文章编号：1007—2780(2009)03—0367—05 ZnO薄膜离子注入改性的研究进展 薛书文，梅 芳，肖世发，黄子康，莫 东 (湛江师范学院物理系，广东 湛江 524048，E-mail：xueshuwen@263．net) 摘 要 ：ZnO是一种在短波长光电器件领域有巨大应用价值的Ⅱ一Ⅵ族化合物半导体材料， 离子注入是常用的半导体掺杂技术，文章综述了国内外近年来离子注入技术在 ZnO的n、P 型掺杂等方面的研究进展。 关 键 词：氧化锌；离子注入；掺杂 中图分类号 ：TN305．3 文献标识码 ：A 一 般不是很高。根据不同的应用 目的，人们可 以 1 引 言 通过掺杂改变 ZnO 中的载流子 的浓度和类型。 ZnO是一种透明的 Ⅱ一Ⅵ族化合物半导体，室 离子注入技术就是其 中一种颇为有效 的掺杂手 温下的禁带宽度为 3．37eV。ZnO的激子束缚能 段。目前 ，对 ZnO的离子注入改性研究主要集中 (60meV)比GaN(25meV)和 ZnSe(22meV)等 在如下几个方面：(1)通过注入A1等提高ZnO的 高出很多，同时比室温热离化能(26meV)也高许 导电性能，制备高电导率的透 明薄膜 ；(2)通过注 多，具有纤锌矿结构。早期 ZnO 的紫外发射随温 入 O等提高ZnO电阻率 ，制备绝缘材料 ；(3)通过 度的升高而快速湮灭，导致 ZnO的研究一度被人 注入N等制备P型 ZnO薄膜 。本文主要从这 3 冷落。1997年 ZnO薄膜紫外受激发射被发现 个方面综述 ZnO薄膜离子注入改性 的研究进展 后[1]，作为宽禁带半导体材料 Zn0又重新成为 和发展现状 。 研究的热点。随着 ZnO薄膜制备技术的不断完 2 ZnO薄膜的特性 善，利用分子束外延 (MBE)、金属有机气相化学 沉积 (MOCVD)、RF磁控溅射等方法 ，人们 已可 通过不断的探索 ，目前 已能够利用磁控溅射、 以制备出大面积、均匀度好的高质量 ZnO薄膜 。 金属有机物化学汽相沉积、激光分子束外延 (La— 室温下，ZnO具有很高的激子束缚能，以ZnO材 serMBE)、脉冲激光沉积 (PLD)和溶胶凝胶 (Sol— 料为基底 的器件室温条件下工作稳定，被广泛认 ge1)等方法并结合不同的后处理手段，制备出高 为是取代 GaN的新的短波长半导体材料 。 质量 的ZnO薄膜 。不 同的基底和生长条件下， 离子注入技术是 2O世纪 6O年代发展起来的 ZnO薄膜有不同的择优生长取向，常见的是沿 C 一 种半导体掺杂工艺，它将具有一定能量的离子 轴和a轴取 向的薄膜 。本征 ZnO薄膜 由于在生 束引入固体材料表层或一定深度 ，从而使材料的 长过程中引入大量的具施主性质 的缺陷，所 以呈 表面或本体的性质发生变化。经过几十年的发 n型，载流子浓度一般在 10”／cm。，通过不同的掺 展 ，离子注入技术在材料改性领域 已得到广泛的 杂可 以控制载流子 的浓度 以满足实际的应用 。 应用 。 ZnO 中的缺陷