cBN/SiN-p异质结的电学性质研究

用射频溅射系统成功制备出 c BN/ Si N-p异质结 ,并系统研究了其电学性质。掺硫 (S)的 n型 c-BN薄膜用 1 3 .5 6MHz射频溅射系统沉积在 P型 Si(1 0 0 ) (8～ 1 5 Ω·cm)衬底上 ,靶材为 h-BN靶 (纯度达 99.99% )。溅射气体为氩气和氮气混合而成 ,固态硫 (S)通过加热蒸发混入工作气体 ,改变硫的加热温度可改变硫的掺杂剂量。为了测量异质结的电学性质 ,用真空蒸镀法在异质结表面蒸镀了 1 .5 mm× 2 .0 mm的铝电极。实验结果表明 ,c BN/ Si N-p异质结的 I-V曲线具有明显的整流特性 ,其正向导电特性的拟合结果表明异质结的电流输运符合安德森理论 ,c BN/ Si N-p异质结的 C-V曲线也和理想异质结的 C-V特性非常接近。得到的 c BN/ Si N-p异质结的自建势为 4.71 V,c-BN薄膜层中的施主浓度为 6.5 0× 1 0 1 4/ cm3。

n-Si/p-CuI异质结的制备及其光电特性研究

采用成本低廉的连续离子层沉积法通过在n型Si衬底上沉积γ相的多晶结构的CuI薄膜而制备了CuI/n-Si异质结。并通过测试其光照下的I-V、C-V特性对其光电特性、载流子输运特性及导电机理进行了研究。研究表明CuI/n-Si异质结存在良好的整流特性,由于在CuI/nSi异质结界面处的导带补偿与价带补偿相差较大,在正向电压、无光照下,导电机理为空间电荷限制电流导电,此时空穴电流主导;在光照下,异质结表现出良好的光电响应,因此可以广泛应用在光电探测和太阳电池等领域。

(p)nc-Si∶H/(n)c-Si异质结变容二极管

采用等离子体增强化学气相沉积技术和电子束蒸发技术制备了一种新型的线性缓变异质结变容二极管———Au/Cr合金(电极)/multi-layer(p)nc-Si∶H/(n)c-Si/(电极)Au/Ge合金结构.I V,C V,C f以及DLTS的测试结果表明:其电容变化系数远大于单晶硅线性缓变异质结的电容变化系数,正向导电机制符合隧穿辅助辐射复合模型,这是nc-Si∶H层中nc-Si晶粒的量子效应所致;反向电流主要由异质结中空间电荷区的产生电流决定,且反向漏电流小,反向击穿电压高,表现出较好的整流特性.

p-CuSCN/n-Si异质结的光电特性研究

采用成本廉价的连续离子层沉积法在n型Si衬底上沉积β相的六方晶体结构的CuSCN薄膜制备了p-CuSCN/n-Si异质结。并通过测试其光照下的I-V和C-V特性对其光电特性以及载流子输运特性与导电机理进行了研究。研究表明,CuSCN/n-Si异质结存在良好的整流特性;由于在p-CuSCN/n-Si异质结界面处的导带补偿与价带补偿相差较大的缘故,在正向电压,无光照下,导电机理为空间电荷限制电流导电,此时空穴电流主导;在光照下,异质结表现出良好的光电响应,因此可以广泛应用在光电探测和太阳电池等领域。

SnO_2薄膜与n-SnO_2/p-Si异质结光电特性的研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,建立SnO2超晶胞模型并进行几何结构优化,对其能带结构进行了模拟计算.结果显示,导带底和价带顶位于G点处,表明SnO2是一种直接带隙半导体.同时,采用脉冲激光沉积法分别在蓝宝石衬底和Si衬底上制备出SnO2薄膜及n-SnO2/p-Si异质结.扫描电镜结果表明,SnO2薄膜晶粒均匀.霍尔测试结果表明,SnO2薄膜载流子浓度高达1.39×1 020 cm-3.吸收谱测试表明,SnO2薄膜光学带隙为3.73 eV.n-SnO2/p-Si异质结的I-V曲线显示出其良好的整流特性.

n-In_(0.35)Ga_(0.65)N/p-Si异质结的制备及其电学性能研究

采用双光路双靶材脉冲激光沉积(PLD)系统在p-Si衬底上外延生长InGaN薄膜,研究了InGaN薄膜的显微组织结构和n-InGaN/p-Si异质结的电学性能。研究表明,InGaN薄膜为单晶结构,沿[0001]方向择优生长,薄膜表面光滑致密,In的原子含量为35%。霍尔(Hall)效应测试表明In 0.35 Ga 0.65 N薄膜呈n型半导体特性,具有高的载流子浓度和迁移率及低的电阻率。I-V曲线分析表明In_(0.35)Ga_(0.65) N/p-Si异质结具有良好的整流特性,在±4 V时的整流比为25,开路电压为1.32 V。In_(0.35)Ga_(0.65) N/p-Si异质结中存在热辅助载流子隧穿和复合隧穿两种电流传输机制。经拟合,得到异质结的反向饱和电流为1.05×10^(-8) A,势垒高度为0.86 eV,理想因子为6.87。

基于P型晶体硅异质结太阳电池的结构设计与性能分析

针对两种a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池结构,应用AFORS_HET软件,分析氢化非晶硅(a-Si:H)和氢化微晶硅(μc-Si:H)两种材料作为背面场时的特性参数对a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池性能的影响。结果表明:P型氢化微晶硅(μc-Si:H(p))为背面场时电池性能得到提高,μc-Si:H(p)的背面场特性是关键因素。最后,优化设计出以a-Si:H为窗口层、μc-Si:H为背面场的a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池TCO/a-Si:H(n)/a-Si:H(i)/c-Si(p)/a-Si:H(i)/μc-Si:H(p)/TCO,并获得20%的转换效率。

La_(1-x)Sr_xMnO_3薄膜的制备、微观结构及电性能

以无机盐为原料,采用溶胶-凝胶法在Si衬底上制备了La1-xSrxMnO3(LSMO)薄膜。XRD和TEM测试表明LSMO薄膜呈现纳米多晶菱形钙钛矿结构,薄膜的(012)、(110)晶面间距分别为0.38nm、0.28nm。SEM分析表明LSMO薄膜表面平整、光滑致密。电学测试La1-xSrxMnO3/Si异质结的I-V特性曲线表明,随着Sr掺杂量的增加,同一偏压下的开启电压变小,当电压大于10V时,La1-xSrxMnO3/Si异质结的电流迅速增大,呈现传统的p-n结特征。

n-ZnO/p-Si紫外至近红外增强型广谱光探测器

采用直流反应溅射法，在一定的溅射功率和衬底温度等条件下控制气体组分，优选Ar：O2—8：1成功研制出高响应度n-ZnO／p-Si紫外至近红外增强型广谱光探测器。实验关键是利用缺O法在n-ZnO薄膜内有效引入O缺位Vo，而Vo可增强紫蓝波段的光响应。测试结果显示，ZnO薄膜的光致发光（PL）谱除在388nm处存在紫外带边发射主峰外，还在416nm处出现由O缺位导致的发射峰；X射线衍射（XRD）谱表明，薄膜中的晶体为高C轴取向的纤锌矿结构；n-ZnO／p-Si光探测器在光照时Ⅰ-Ⅴ特性显示，光电流随反向偏压的增加迅速上升；在5V的反向偏压下，紫外区（310-388nm）的光响应高达0．75～1．38A／W，紫蓝光区（400-430nm）的光响应大大增强，400-800nm波段的光谱响应稳定在0．90A／W。

(n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结中载流子输运性质的研究

采用常规等离子体增强化学气相沉积工艺 ,以高H2 稀释的SiH4 作为反应气体源和PH3 作为磷原子的掺杂剂 ,在 p型 ( 10 0 )单晶硅 ( (p)c -Si)衬底上 ,成功地生长了施主掺杂型纳米硅膜 ( (n)nc Si:H) ,进而制备了 (n)nc Si:H/ ( p)c Si异质结 ,并在 2 30— 42 0K温度范围内实验研究了该异质结的I V特性 .结果表明 ,(n)nc Si:H/ ( p)c Si异质结为一典型的突变异质结构 ,具有良好的温度稳定性和整流特性 .正向偏压下 ,该异质结的电流输运机理为复合 隧穿模型 .当正向偏压VF<0 .8V时 ,电流输运过程由复合机理所支配 ;而当VF>1.0V时由隧穿机理决定 .反向偏压下 ,该异质结具有良好的反向击穿特性 .

LP-MOCVD法制作n-ZnO/p-Si异质结及其电致发光研究

采用低压-金属有机化学气相沉积法(LP-MOCVD)在(100)p-Si衬底上制备未掺杂n型ZnO薄膜,并制作了相应的n-ZnO/p-Si异质结器件。通过X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)光谱和霍尔测试分别研究了所制备薄膜的结构、光学和电学特性,得到具有较高质量的n型ZnO薄膜。在室温条件下,测得了该类异质结器件正向注入电流下可见光和近红外区域的电致发光(EL)。

缓冲层对p-a-Si/n-c-Si异质结太阳电池影响的计算分析

采用AFORS-HET和MATLAB从理论上研究了缓冲层对HIT电池性能的影响机理.首先对P层进行优化,发现高掺杂、薄厚度的P层有利于电池效率的提升.缓冲层主要的影响有两方面,一是界面态密度,二是与晶体硅形成能带失配.模拟发现,界面态增大导致复合中心密度上升,开路电压下降;能带失配的增大可以降低界面处少子浓度,起到场钝化效果,提高开路电压.短路电流和填充因子受到界面处的影响较小,与P层的工艺条件有比较大的关系.

纳米硅/单晶硅异质结二极管的电学特性

利用高真空 PECVD系统在 p型单晶硅上沉积掺磷 n型纳米硅薄层 (nc-Si:H)，形成纳米硅 /单晶硅 Np异质结二极管 ,通过 C-V和 J-V测试研究了二极管的电学性质。 C-V特性指出该异质结为突变型。 J-V特性表明二极管具有很好的温度稳定性和整流特性。正偏压时二极管存在两种输运机制：小偏压时（ <0.8V）二极管电流由耗尽层纳米硅薄层一侧的载流子复合过程决定，纳米硅薄层由于能带弯曲而减小了禁带宽度，这是该二极管温度稳定性好的根本原因；大偏压（ >1.0V）时电输运符合电荷限制电流（ SCLC）模型。负偏压时电流主要来自空间电荷区中的产生电流。