一種NiO薄膜的新型制備方法及其應用

葉　珂，喬　明

（電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室，成都610054）

一種NiO薄膜的新型制備方法及其應用

葉珂，喬明

（電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室，成都610054）

利用熱氧化法，在紫外線光源催化作用下，在N型硅襯底上沉積氧化鎳（NiO）薄膜，制備具有半導體特性的NiO/Si異質結二極管。使用JASCO NRS-3100測量薄膜拉曼散射頻譜，分析不同氧化時間、不同紫外線光源、不同退火條件對NiO薄膜性能的影響。實驗結果表明：氧化時間為60 min時，金屬Ni能夠充分氧化；含臭氧水銀燈比金屬鹵化物燈更有助于金屬Ni的氧化反應；氮氣下退火30 min，有助于消除晶格損傷，改善薄膜特性。通過Phillips X'Pert衍射儀分析NiO薄膜的晶體結構，Keysight B1500A半導體參數測量儀測量NiO/Si二極管的I-V特性，當二極管兩端電壓分別為2 V和-2 V時，電流密度相差3個數量級，表現出良好的整流特性。

紫外線氧化；NiO薄膜；NiO/Si異質結二極管

1　前言

近年來，金屬半導體氧化物，例如氧化銦、氧化錫、氧化鋅、In-Ga-An-O等，在透明電極和柔性基板等實際應用中被廣泛使用［1］。由于這些材料絕大多數都是n型半導體材料，應用其制備半導體光電器件時需要性能優良的p型半導體材料與之結合，尋找性能優良的p型半導體材料成為研究熱點。NiO作為過渡金屬氧化物，具有3D電子結構，室溫下的禁帶寬度為3.6～4.0 eV［2～3］，NiO中氧元素含量的改變會引起其晶格常數的變化，這種固有的晶格缺陷使NiO成為典型的天然p型寬禁帶半導體材料。由于NiO電子結構的特殊性，NiO薄膜表現出優良的氣敏、熱敏、光吸收、電致發光、催化等特性，尤其在p型透明導電、電致變色、氣體檢測、紫外探測器等領域顯示出廣闊的應用前景［4～6］。……