脉冲激光沉积制备MIM结构.ppt

脉冲激光沉积制备MIM结构
信息工程学院
电子信息工程
05903325
沈晓磊
指导老师季振国
氧化锌(ZnO)是一种重要的宽带隙( eV)Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,它的激子束缚能高达60 meV,远大于GaN的25 meV和ZnSe的22 meV。ZnO具有六方纤锌矿结构,晶格常数a= nm,c= nm。ZnO薄膜具有良好的透明导电性、压电性、光电性、气敏性、压敏性、且易于与多种半导体材料实现集成化。这些优异的性质,使其具有了广泛的用途,如表面声波器件、平面光波导,透明电极,紫外光探测器、压电器件、压敏器件、紫外发光器件、气敏传感器等。在短波区域,ZnO可用于制造紫外发光器件和紫外激光器,对于提高光记录密度及光信息的存取速度起着非常重要的作用。
压敏电阻器是其电阻值随电压灵敏变化的电子元件,它是基于压敏材料的非线性伏安特性工作的,己被广泛地应用于过压保护和稳压方面。SiC作为压敏材料的历史比较悠久,1908年即出现了SiC避雷器的研究。自从1968年日本松下公司首次研制成功了以ZnO作为主体的压敏电阻器以来,ZnO压敏电阻器的研究和应用得到了长足的发展,ZnO迅速成为制造压敏电阻器的主导材料。
Contents
压敏电阻的基本概念
1
激光脉冲沉积法的基本原理
及ZnO薄膜的制备
2
试验结果以及数据分析
3
总结
4
1、压敏电阻的基本概念
压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。
图1-1为ZnO晶体的原子点阵示意图,ZnO晶体具有纤锌矿结构(四配位,六角结构)、闪锌矿结构(也是四配位,但和纤锌矿相原子排列不同)、NaCl结构(也叫岩盐结构)和CsCl结构,这四种结构。
ZnO薄膜的晶体结构
2、激光脉冲沉积法的基本原理
及ZnO压敏电阻器的制备
非化学计量的ZnO晶体能带图
Sukker等人经过综合各方面的数据和理论分析,给出了与ZnO晶体的能带结构有关的常温电子学参数。根据这些数据,可以得到,纯净的ZnO由于存在固有原子点缺陷,使得晶体结构的周期性被破坏,在禁带中引入局域能级的能带结构,如图所示
ZnO压敏电阻的晶界能带
双肖特基势垒
求解泊松方程后,得到双肖特基势垒高度:
式中,ε是ZnO半导瓷的介电常数,Φ是势垒的高度,Nd为晶粒施主浓度,Ns为界面受主态密度,e为单位电子电荷。由上式可知,双肖特基势垒高度与表面受主态密度的平方成正比,与晶粒施主浓度成反比,在晶界处吸附受主杂质能提高n型半导瓷晶界得势垒高度。正是由于双肖特基势垒的形成,才使得ZnO压敏电阻器具有非线性的特性。