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p型透明导电氧化物(TCO)薄膜是近年来半导体材料领域的研究热点之一。相比于已有广泛实际应用的n型TCO薄膜材料，p型TCO材料仍处于基础研究阶段，在材料的导电机理、合成工艺、性能稳定性、器件制备等方面都有待进一步研究。p型铜铁矿宽禁带半导体材料作为一类新型材料，在TCO薄膜、透明光电子领域显示了优良的性能，具有重要的研究意义。本论文针对这一研究热点，围绕如何获取高性能新型p型TCO薄膜材料这一关键问题，开展了p型透明导电铜铁矿氧化物CuMO2(M=Al，Cr)薄膜的研究工作，主要研究薄膜制备过程中遇到的基本问题，试探性研究CuMO2/Si、CuMO2/ZnO相关异质结的制备及基本电学性质。主要研究内容与结论如下: (1)硅基CuAlO2薄膜制备与CuAlO2/Si异质结构的基本电学性质分析 采用化学溶液法在(100) Si单晶衬底上制备了具有c取向的p型CuAlO2薄膜，由此形成具有整流性质的p-CuAlO2/n-Si异型异质结和p-CuAlO2/p-Si同型异质结。根据Anderson模型给出CuAlO2/Si异质结的理想能带图，在此基础上重点考虑异质结中晶格失配造成的界面缺陷态以及多晶薄膜晶界结构对载流子在异质结中传输特性的影响，对异质结表现的电流-电压特性做出了解释。 (2)磁控溅射制备CuCrO2∶Mg(CCMO)薄膜以及制备工艺参数对薄膜结构和光电性质的影响 针对CCMO陶瓷靶材的磁控溅射过程，主要研究衬底温度、沉积气氛对沉积态薄膜的结构、成分、光学和电学性质的影响，以及异位退火过程对CCMO薄膜结晶质量、微结构、光电性质的影响。 衬底温度Ts=450℃、纯氩气气氛溅射得到的沉积念薄膜为无杂相的晶态CCMO薄膜，电导率为50 Scm-1，空穴浓度为3.9×1020 cm-3，霍尔迁移率为0.8cm2V-1s-1，但是可见光透过率较低，约为30％（薄膜厚度～400nm）。该沉积态的CCMO薄膜的异位退火系列实验结果表明CCMO多晶薄膜微结构中晶界散射等非本征因素对载流子传输具有重要影响。 溅射镀膜过程中氧气的引入，使得沉积态薄膜转变为CuCr2O4、CuO、Cu2O和Cr2O3等晶相，经退火处理后，得到的薄膜均为高度c轴取向的CCMO薄膜。沉积态薄膜中的氧含量对退火过程中的薄膜结晶质量变化以及晶体结构缺陷变化有重要影响，进而影响到薄膜透明度及电导率。随着沉积溅射时氧偏压PO的增加，退火得到的CCMO薄膜可见光透过率逐渐提高，光学带隙逐渐增大，电导率先增加再减小。其中PO=40％制备的CCMO薄膜具有综合的光电性质:电导率为2.5 Scm-1，空穴浓度为1×1019 cm-3，迁移率为1.2 cm2V-1s-1，可见光透过率大于60％。 对非晶结构的沉积态薄膜进行了异位退火实验。随着退火温度升高，薄膜电导率呈现先增大后减小趋势，表明CCMO薄膜电导率受晶粒结晶质量以及薄膜微结构形貌变化的共同影响。 (3) CCMO/Si异质结、CCMO/ZnO透明异质结的制备与性质研究 根据以上磁控溅射制备CCMO薄膜工艺参数优化的实验结果，在(100)Si单晶衬底上，溅射沉积得到了(110)面择优生长为主的CCMO薄膜，薄膜具有择优取向柱状晶生长的结构特征。形成的p-CCMO/n-Si异质结具有较好的二极管整流性质，开启电压约为0.3 V，正反向整流比为～100，理想因子n=8。在高度c轴取向的ZnO表面溅射沉积得到的CCMO薄膜具有c轴取向的优势，晶格匹配较好，有利于降低界面缺陷，进而形成的CCMO/ZnO透明异质结异质结显示出一定程度的pn结整流性质，可见光透过率约为60％。