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宽带隙(WBG)半导体材料ZnO具有禁带宽、激子能量大、高化学稳定性和热稳定性等特点,使得目前高质量ZnO材料和器件的制备成为国际上的研究热点之一。ZnO在气体传感器、太阳能电池、紫外光电探测及激光器等许多领域具有广阔的应用前景。由于ZnO薄膜生长技术的发展,目前可以制备性能优良的n型ZnO薄膜;
同为宽带隙半导体材料的SiC具有高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优点,特别适合制作光电子、抗辐射、高频、大功率、高温、高压等方面的半导体器件。在一些要求较高的器件方面,SiC已经取代传统的Si已成为国际上新的研究热点之一。
本文详细介绍了ZnO、SiC的性质、材料制备及器件方面的研究;并简要介绍了异质结和异质结构的基本概念、特性和应用;另外还着重介绍了采用脉冲激光沉积(PLD)技术和微电子平面工艺,用不同表面掺杂的Si作为衬底制备了ZnO/Si异质结,并且以p-Si(p-)为衬底制备了ZnO(含Mn0.2%)/Si异质结、包含SiC缓冲层的ZnO/SiC/Si和ZnO(含Mn0.2%)/SiC/Si结构,测试了样品的XRD曲线,I-V特性曲线和P-E(光电响应)特性曲线。发现ZnO/n-Si结有很低的反向暗电流,SiC缓冲层能提高反向击穿电压,ZnO/p-Si(p+)异质结能有较强的光电响应,ZnO/n-Si(n-)更适合作为大波段区间的光探测器。发现了波长470nm、480nm、490nm处类似于声子伴线的光谱结构。