P型透明导电二氧化锡薄膜的制备及性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文P型透明导电二氧化锡薄膜的制备及性能研究姓名：何振杰申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：季振国20040101浙江大学硅材料国家重点实验室摘要宽禁带半导体材料是目前半导体材料研究领域的热点之一。sn02是一种对可见光透明宽带隙氧化物半导体，禁带宽度Eg=3．6．40eV【I“。Sn02薄膜由于具有对i·J1见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力强等优点N⋯，已被广泛的应用在太阳能电池、电热材料、透明电极材料以及气敏材料等方面【7’]31。但是，目前研究的氧化锡都是电子导电(n型)的．还没有有关P型导电的氧化锡的报导。本论文综

2、合介绍了各种Sn02薄膜的制各工艺，掺杂和未掺杂Sn02薄膜的基本性质及在各个领域中的应用。利用Sol薄膜‘“】。并用X射线衍射仪(XRD)、一Gel法成功制备两P型导电的掺锢SnO!紫外·可见光光谱仪(UV-VisabsorptionSpectrometer)、霍尔效应测试仪(HailEffectSystem)以及光电子能谱(XPS)等测试手段对Sn02：In薄膜的结构和性能进行了表征。XRD测试表明掺铟不会改变SnO二薄膜的晶体结构，掺杂得到的Sn02：In薄膜晶体结构仍然是金红石结构。同时，从紫外-可见光光谱仪的测试中，我们也证实了掺铟后的SnO：薄膜禁带宽度没有发生明显变化。从霍尔

3、效应测试结果，掺铟氧化锡薄膜的最高载流子浓度达到10Is／cm3。(我们研究小组最新的研究结果已经达到10]9／cm3以上)。另外，本文还研究了掺杂浓度、退火温度等因素对P型掺铟Sn02薄膜性能的影响，并对其中的空穴产生机制进行了探讨。。发现．存在一个最佳掺杂比例和最佳热处理温度。在以上基础上，我们还成功制各了Sn／n．In：03，q,fp—Sn02异质结，并测试了室温下该异质结的I—v曲线。此外，我们研究了掺锌的P型Sn02薄膜(Sn02：Zn)和掺锌地P型In203薄膜(In203：Zn)，测试结果表明，P型导电的Sn02：Zn和In203：Zn薄膜的各项性能远没有SnO：：In薄膜的

4、好。关键词：透明导电：二氧化锡：溶胶凝胶；P型掺杂新江J、学硅材料国家重点实验室AstractsWideband-gapmaterialisoneofthehouestmaterialsresearchedinrecentyears．SnO!isawide．bandoxidesemiconductorwithabandwidthofEg=36～40eV『1“Ithasbeenwidelyappliedinmanyfieldssuchassolarcells，electricbeatingdevices、transparentelectrodes，andgaSsensors，elc．duet

5、oitsexcellentproperties，Ie．wide-bandgap．hightransparen％一invisibleregion，lowresistivityandhighstablility⋯引AlthoughSn02hasbeenusedinSOman)‘areas．p-typedopingofSn02hasneverbeenreportedInthispapeLp-typetransparentSn02thinfilmsweresuccessfullyfabricatedbys01geldip-coatingmethodusingindiumasacceptordopa

6、ntThepreparedfilms(Sn02：ln)werecharacterizedbyX-raydifliaction，Halleffectmeasurement．UV-Visibleabsorption，andXPSItWaSfoandfromtheXRDresultsthatthecrystalstructureofp-Sn02haSnotbeenchangeebyIndoping，andthestructureofSn02：InthinfilnlisstillrkltilestructureHoleconcentrationashiQhas17×1olS／cm3Wasachie

7、vedIl4J．Theeffectsofprocesstemperatureanddopantconcentrationhavebeenstudied．andthemechanismofholegenerationwasdiscussedInaddition，aprottypeofheterojunctionpnjunctionconsistingofn—In203．Sn／p—Sn02．Inwasdemonstrated