磁控濺射法制備BN薄膜結構和ZAO-BN-ZAO薄膜電性能研究.pdf

1、BN和摻鋁ZnO(ZAO)同為寬禁帶化合物半導體材料，兩者均具有特殊的光、電特性，在透明導電、發(fā)光二極管、聲表面波、壓敏電阻、壓電等領域有著廣泛的應用前景，兩者相結合有望構建出性能更為獨特的電子元器件。本研究以BN及ZAO為靶材，利用磁控濺射法制備了BN薄膜以及Al/ZAO/BN/ZAO/Al疊層薄膜，采用FTIR、XRD、V-I特性測試儀對其結構及伏安特性進行了系統(tǒng)研究。通過研究得到如下結論:
　　(1)BN薄膜為多晶態(tài)湍層狀結

2、構的t-BN，基底溫度、濺射氣壓以及氮氣含量等顯著影響B(tài)N薄膜的質量和厚度。在Si襯底上制備t-BN薄膜的較為優(yōu)化的工藝條件為:襯底溫度在25℃～150℃之間，濺射功率為200w，濺射氣體介質中的氮氣含量在25％，濺射氣壓為1.4Pa。此外，濺射時施加的負偏壓越小越好。
　　(2) Al/ZAO/BN/ZAO/Al疊層薄膜的V-I特性測量、分析結果顯示:隨著制備BN膜層時濺射氣體介質中氮氣含量的增加，疊層薄膜的非線性特性表現(xiàn)出減弱

3、的趨勢;當?shù)獨夂繛?％時，Al/ZAO/BN/ZAO/Al多層膜的非線性最為顯著，非線性系數(shù)和閾值電壓分別可達10.7和2.3V，成功實現(xiàn)了壓敏電阻的低壓化。
　　(3) V-I特性測試、分析結果還表明改變制備BN膜層時所施加的負偏壓，疊層膜的非線性特性將發(fā)生變化，無負偏壓時，疊層薄膜的伏安關系呈非線性;而施加負偏壓時，其伏安關系則呈線性關系。分析其主要原因，可能是ZAO/BN疊層薄膜界面處的B3+與O2-形成B-O鍵，易于捕獲