（毕业论文）AgZnO肖特基二极管的制备和光电特性的研究 ㊣ 精品文档 值得下载

美元的全球销售额超过汽车产业跃成为世界上最大的产业。

年电子产业销售额达到万亿美元，占到的，而这万亿美元的电子产业基本上都是依赖半导体二〇四年四月十日星期四集成电路的生产。

无论是电子计算机电信航天汽车以及消费电子都十分依赖集成电路元器件。

回顾半导体器件的发展简史是令人兴奋的。

从年人们对金属半导体接触物的第次研究到年人们制备出超小型的，其中最重要的是年双极性晶体管的发明可以说开创了整个现代电子纪元年问世的是集成电路中极其重要的部件年发明的非易失性半导体存储器也已经成为自年以来电子产业的技术策动力。

对于半导体材料来说，最初，锗作为半导体器件制造的基本材料。

到世纪年代，硅取代锗成为半导体器件制造的主流材料。

这是由硅的许多特有优势决定的首先，硅容易被氧化形成高质量的二氧化硅绝缘层，在制造过程所需的选择扩散工艺步骤中，二氧化硅是种良好的阻挡层其次，硅的能带隙比锗大，这意味着相对于锗器件，硅器件的工作温度更高最后，也是最重要的点，硅作为普通沙子的主要成分，在自然界中储存量非常丰富，并且非常便宜，因此，硅除了所具备的加工工艺优势外还是种低成本的原材料。

此外，制造中另种常见材料是砷化镓。

砷化镓的电子迁移率高过硅，但却存在些工艺局限，这当中包括热处理时低稳定性低本证氧化度高成本和高缺陷度等。

如今，随着对半导体元器件越来越苛刻的工作条件要求，宽禁带半导体材料越来越引人注目。

比如碳化硅，氧化锌等都具有很大的研究和应用空间。

纵耗方面也是非常节能。

随着全球能源危机的加剧，节能材料越来越成为万众瞩目的对象，材料以其优越的特性在未来国防建设和国民经济上都前景无限。

以为例，伴随着数字传输以及移动通信信息传输量的增加，材料的高频特性逐渐崭露头角显示其优势。

因此，薄膜在高频滤波器谐振器等领域的发展前景非常广泛。

溅射工艺溅射材料表面原子被高动能核能粒子的轰击，轰击过程中，材料表面原子获得足够能量从材料表面溅出进入气相，这种粒子的复杂散射过程称为溅射。

年，在实验室中发现了这种现象。

年，贝尔实验室西屋电气公司首先应用溅射原理制备薄膜。

年，商用电子公司第次在高频溅射下成功制成了绝缘膜。

年，磁控溅射技术及其装置出现。

这些技术上的创新开创了薄膜工艺划时代的转折，同时令些建立在其之上的新兴工艺发展迅速。

模型图如下溅射镀膜在相对稳定真空状态下，阴阳极间产生辉光放电，极间气体分子被离子化而产生带电电荷，其中正离子受阴极之负电位加速运动而撞击阴极上之靶材，将其原子等粒子溅出，此溅出原子则沉积于阳极之基板上而形成薄膜，此即称溅镀。

在溅射镀膜中，被轰击的材料称为靶。

溅射镀膜的多种方式二极溅射最简单的直流二极溅射装置如图所示。

图二极溅射装置这是对阴阳极组成的冷阴极辉光放电管结构。

阴极接直流负高压，阳极接地。

工作时先抽真空，再通氩气，使真空室内达到溅射气压。

接通电源后，带正电的氩离子加速轰击阴极靶，使靶表面溅射。

与此同时，以分子或原子状态沉积在基片表面。

这种溅射方式具有结构简单，操作便捷等优点。

但在镀膜工艺上不够精细，而且基片热量得不到散失，同意烧坏基片。

二〇四年四月十日星期四三极溅射在二极溅射装置上再加个电极就是三极溅射。

三极溅射使放出热电子强化放电，使溅射速率提高。

三极溅射也使得控制溅射工况情况更为方便。

可以在主阀全开的状态下制取高纯度的膜。

这是与二极溅射的不同点。

磁控溅射年代时期，作为新型溅射技术的磁控溅射迅速发展起来，目前已在工业生产中广泛应用。

磁控溅射的镀膜速率远超二极溅射镀膜速率。

不仅如此，磁控溅射镀膜具有高速低温低损伤等优点。

即沉积速率快，基片温升低对膜层的损伤小。

磁控溅射的基本原理以磁场来改变电子的运动方向，并束缚和延长电子的运动轨迹，从而提高了电子对工作气体的电离几率和有效地利用了电子的能量。

因此，使正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效。

同时，受正交电磁场束缚的电子，又只能在其能量要耗尽时才沉积在基片上。

磁控溅射特点是在阴极靶面上建立个环状磁靶图。

离子轰击靶面会产生二次电子。

这些二次电子在阴极暗区被电场加速后飞向阳极轰击靶面。

电离出的正离子能有效地轰击靶面，同时基片又免受等离子体的轰击。

由于电子与气体院子碰撞几率相对较高，所以使得气体离化率增加。

即低温和高速。

但磁控溅射同样存在缺点，靶材的利用率不高是其突出缺点。

图平面磁控溅射靶常见的射频磁控溅射沉积系统如下图所以肖特基二极管制备及特性磁控溅射沉积系统组成主要构成部分有电控系统磁控溅射室射频电源样品退火炉磁控溅射靶样品水冷和加热转盘直流电源离子束溅射室真空泵抽系统真空测量系统离子枪及电源反溅靶四工位转靶进样室载样架磁力送样机构气路系统和微机控制镀膜系统组成。

样品制备过程二〇四年四月十日星期四样品制备流程如下先打开气泵把真空罩内的空气抽走，使罩内压强达到要求的真空状态，大约要个小时，然后打开钨丝灯进行加热，使温度达到设定值，比如度。

然后对基片玻璃进行预溅射，去除上面的杂质，然后进行溅射，溅射完成后，再镀上电极。

最后冷却取出制备好的肖特基二极管。

肖特基二极管的特性根据半导体理论可知，半导体和金属构成肖特基接触时，它们的费米能级基本相同，在半导体表面形成肖特基势垒，特性曲线表现出单向导电性，根据热离子发射理论可知，做成的样品，电流大小，这里，其中被称做反向饱和电流，被称为肖特基的面积，室温时，且，可简化为，对此式等号两边取对数，得到，根据此式可得，在电流密度不高的区域对样品曲线做线性拟和，根据直线的斜率能够得出肖特基接触的理想因子，根据竖轴截距能够得出反向饱和电流，再通过公式能够计算出势垒高度，下图描述了样品的曲线，根据下图能够看出刚开始曲线非常陡峭，此时表现线性关系，对曲线做线性拟和，可得出度生长样品的肖特基接触理想因子是，由直线和竖轴的截距得出度时肖特基二极管的无偏势垒高度大约是，由此表明度时生长的银电极与氧化锌形成了较好的肖特基接触。

图如下氧化锌的特性下面是的射线衍射曲线，由图像可以看出样品只出现了个非常尖锐的衍射峰，根据此能够得出外延层具有高度轴取向，结晶质量非常好，样品在ϴ度出现了的衍射峰结论本实验采用磁控溅射工艺成功制备了氧化锌薄膜，并在此基础上成功制备了肖特基二极管根据特性测试得到度生长样品的肖特基接触理想因子是，度时肖特基二极管的无偏势垒高度大约是，由此表明度时生长的银电极与氧化锌形成了较好的肖特基接触。

谢辞二〇四年四月十日星期四感谢我的导师张新安，正是他不辞辛苦得知道使得论文按时完成，感谢我的学姐朱瑞娟，编写论文期间，她为我提供了很大的帮助和系列建设性意见，感谢我的同学们，谢谢你们给予我的帮助，愿我们以后的人生都可以充实多彩与快乐，总的来说，磁控溅射沉积系统制备氧化锌肖特基二极管是当今研究比较热门的话题，老师的谆谆诱导学姐的出谋划策，是我坚持完成论文的动力源泉。

再次致谢。

参考文献施敏代永平半导体制造基础人民邮电出版社，吴德馨钱鹤叶甜春刘明现代微电子技术化学工业出版社，陈兆龙大规模集成电路测试技术清华大学微电子研究所，半导体器件可靠性北京国防工业出版社聂登攀，薛涛，曾舒，等纳米氧化锌的结构分析贵州工业大学学报，汪雷薄膜生长技术的最新研究进展材料导报许小亮，杨晓杰，付竹西型和同质结的研究进展阴功能材料，刘恩科，朱秉升，罗晋生半导体物理电子工业出版社二〇四年四月十日星期四学号河南大学毕业论文届年级级专业班级电子信息科学与技术学生姓名指导教师姓名指导教师职称论文完成时间二四年印制二〇四年四月十日星期四河南大学民生学院毕业论文开题报告理工类题目肖特基二极管的制备和光电特性的研究课题来源近些年来，新兴的宽禁带半导体材料的研究格外引人注目。

宽禁带半导体材料具有很多突出特点。

不仅热导率高而且击穿电压高。

不仅介电常数低而且电子饱和速率大，这就保证了其较广泛的适用范围。

以为例，伴随着数字传输以及移动通信信息传输量的增加，材料的高频特性逐渐崭露头角显示其优势。

因此，薄膜在高频滤波器谐振器等领域的发展前景非常广泛。

本文综述了肖特基二极管的制备及电学特性。

二设计目的和意义研究目的通过磁控溅射沉积系统制备出肖特基二极管成品验证肖特基二极管的电学特性研究意义通过实验熟悉掌握肖特基二极管的制备流程，深化对肖特基二极管相关特性的认识并通过这些进步提高自己的动手动脑能力三设计内容研究途径及实验操作研究内容磁控溅射沉积系统进行氧化锌镀膜制备肖特基二极管氧化锌肖特基二极管的电学特性特性研究途径收集相关资料和文献系统回顾金属半导体接触理论以及肖特基二极管相关理论，通过磁控溅射沉积系统实现肖特基二极管的制备并验证肖特基二极管的相关特性实验操作型射频磁控溅射沉积系统的具体操作四国内外现状近年来，第三代半导体材料宽禁带间隙半导体材料越来越受研究学界的青睐。

年美国实施了宽禁带半导体技术计划。

并且分为三个阶段。

第阶段的英寸材料衬底材料商品化，已实施成功第二阶段为是实现基高可靠高性能微波器件的大批量生产第三阶段，投入若干模块中试验其应用。

碳化硅器件以及基高亮度都是具有广阔发展空间的应用研究领域。

年，国家重大基础项目研究中有关宽禁带半体研究工作正式启动。

十三所中科院半导体所及电子科技大学北京大学等高校均参与了研究工作。

高校侧重于材料及器件理论模拟研究。

研究所侧重于材料及器件的制备。

这些都极大地提高了国内宽禁带半导体研制水平。

五设计工作的主要阶段进度阶段起始日期终止日期进度第阶段初底资料收集二〇四年四月十日星期四第二阶段初底实验操作数据记录第三阶段初底编写论文准备答辩六最终目标制备出合格的肖特基二极管成品并验证该成品的电学特性七现有条件图书馆检索系统电子专题资料库型磁控溅射沉积系统八指导老师审核意见年月日二〇四年四月十日星期四肖特基二极管的制备及光电特性研究中文摘要氧化锌作为种新代宽禁带半导体材料特征迥异。

室温条件下，可以达到。

除了禁带宽度比较宽之外，其激子束缚能也比较高。

此外，氧化锌材料无毒，材料成本不高等。

这些都是氧化锌材料出众的性质使得其成为优异的半导体材料并广泛应用于生产生活中，尤其是在光电器件领域。

目前，对氧化锌材料研究的热点主要分两个方向。

个是在材料工艺上有所突破，从而制备出高效率的氧化锌基。

另个主要集中在氧化锌结构特性的研究上譬如掺杂些金属后氧化锌些