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研究生:蕭又仁
研究生(外文):Yu-Jen Hsiao
論文名稱:P型氧化鋅薄膜材料特性之研究
論文名稱(外文):Study on the Material Properties of the P-Type ZnO Thin Film
指導教授:吳信賢吳信賢引用關係李茂順
指導教授(外文):Sean WuMaw-Shung Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:115
中文關鍵詞:氮化鋅P型氧化鋅
外文關鍵詞:ZnNP-Type ZnO
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本論文使用反應式射頻磁控濺鍍法,沉積氮化鋅薄膜於n-type Si(100)基板上,再經由退火氧化研製出摻雜氮氣氧化鋅薄膜。實驗中以控制濺鍍腔體壓力與退火溫度,利用XRD、PL、α-step、Hall Effect、I-V特性,探討各退火溫度下的氧化鋅薄膜之光電特性,最後製成p-type、發紫外光、低電阻率、高載子濃度的氧化鋅薄膜。由實驗得知,腔體壓力4mTorr,退火溫度450°C的p-type氧化鋅薄膜,電阻率為2.71×10-1(Ω-cm),紫外光強度最強,薄膜特性較佳;退火溫度550°C的p-type氧化鋅薄膜,電阻率為6.18×10-1(Ω-cm),紫外光強度最弱,但I-V特性曲線較佳。
In this research, the zinc nitride (Zn3N2) thin films were deposited on the n-type Si(100) substrate by reactive RF magnetron sputtering. The N-doped ZnO were prepared by oxidation of Zn3N2 thin films.The optical and electrical properties of N-doped ZnO thin films were investigated by using XRD、PL、α-step、Hall effect and I-V curves analysis. At the oxidation temperature of 450oC, the p-type thin films have lower resistivity and PL spectrum reveal the UV emission peaking at 377nm. At the oxidation temperature of 550oC, the p-type thin films have higher resistivity and I-V curves exhibited well-defined rectifying characteristics.
中文摘要
英文摘要
誌謝
總目錄
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
1-1 研究背景及重要性
1-2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體
第二章 理論分析
2-1 氮化鋅薄膜之特性
2-2 氧化鋅薄膜之特性
2-2-1 氧化鋅的本質點缺陷
2-2-2 氧化鋅薄膜之發光機制
2-2-3 氧化鋅薄膜之光學性質
2-2-4 氧化鋅之導電性質
2-2-5 p-type氧化鋅的製作方式
2-3 電子-電洞對的發光機制
2-4 光學
2-5 薄膜沈積理論
2-6 反應性射頻磁控濺鍍
2-6-1 電漿理論
2-6-2 輝光放電
2-6-3 濺鍍原理
2-6-4 反應性濺射原理
2-6-5 射頻磁控的原理與特性
2-7 熱處理的原理
第三章 實驗方法與步驟
3-1 基板清洗流程
3-2 氧化鋅薄膜的成長
3-2-1 濺鍍系統簡介
3-2-2 薄膜沈積
3-2-3 熱處理製程
3-3 薄膜量測分析
3-3-1 X光繞射分析(X-Ray Diffraction, XRD)
3-3-2 光激發螢光光譜儀(Photoluminescence, PL)
3-3-3 表面輪廓量測儀(Profile Meter, α-step)
3-3-4 Van Der Pauw霍爾效應量測
第四章 結果與討論
4-1 改變濺鍍腔體壓力(3mTorr、4mTorr、5mTorr、6mTorr)
4-1-1 結晶結構性質分析(X-Ray Diffraction, XRD)
4-1-2 光致螢光光譜儀分析(Photoluminescence, PL)
4-1-3 膜厚分析(α-step)
4-2 改變退火溫度(350oC、400 oC、450 oC、500 oC、550 oC)
4-2-1 結晶結構性質分析(X-Ray Diffraction, XRD)
4-2-2 光致螢光光譜儀分析(Photoluminescence, PL)
4-2-3 膜厚分析(α-step)
4-2-4 霍爾效應分析(Hall effect)
4-2-5 電流-電壓特性曲線(I-V Curves)
第五章 結論
參考文獻
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