【摘 要】
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ZnO作为一种新型的宽带隙半导体材料,在近年来受到越来越大的关注。ZnO具有良好的物理性质:直接带隙能带结构、室温禁带宽度3.37eV、激子束缚能60meV,具备了常温下高效发射紫
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ZnO作为一种新型的宽带隙半导体材料,在近年来受到越来越大的关注。ZnO具有良好的物理性质:直接带隙能带结构、室温禁带宽度3.37eV、激子束缚能60meV,具备了常温下高效发射紫外光的必要条件。作为蓝紫光发光二极管（LED）和紫外激光器（LD）有着广阔的发展前景,在表面声波器件、平面光波导,透明电极,紫外光探测器、压电器件、紫外发光器件、气敏传感器等领域有着很好的应用。氧化锌薄膜的制备有很多方法,包括磁控溅射、脉冲激光沉积（PLD）、金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）、喷雾热分解、溶胶-凝胶法（sol-gel）等等。MOCVD方法因其成膜质量好,生长源量均匀可控,并能实现快速、大面积、多片同时生长,对ZnO薄膜的产业化有着重要的意义。本文采用MOCVD方法制备出了Ga掺杂的ZnO透明导电薄膜,利用X射线衍射（XRD）、透射谱和霍尔效应测试,系统研究了MOCVD系统中的实验参数对ZnO:Ga的结构、光学和电学性质。具体研究内容如下:（1）通过改变生长温度,研究了生长温度对ZnO:Ga薄膜结构、透过率及电学性质的影响。（2）通过改变TMGa源流量,研究了Ga掺杂量对ZnO:Ga薄膜结构、透过率及电学性质的影响。（3）研究了氧气流量对ZnO:Ga薄膜结构、透过率及电学性质的影响。通过三步实验,在氧气流量为325sccm、TMGa流量为0.5sccm、生长温度为450℃时可以制备出了高透过率、低电阻率的ZnO透明导电薄膜,方块电阻最低达到18.280/sq,电阻率低于9.2×10-4O·cm,可见光范围平均透过率80%以上。
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