p型透明导电材料和器件应用研究进展

p p型透明导电材料和器件应用研究进展型透明导电材料和器件应用研究进展 REVIEW 综合评述激光与光电子学进展xx 09p型透明导电材料及器件 应用研究进展Frontier ofP Type TransparentConductive ThinFilms andDevices王华1冯湘2许积文1任明放1杨玲11桂林电子科技大学信 息材料科学与工程系 广西桂林5410042郑州铁路职业技术学院机电 系 河南郑州45005 2Wang Hua1Feng Xiang2Xu Jiwen1Ren Mingfang1Yang Ling11Department ofInform tion M teri l Science nd Engineering Guilin Universityof ElectronicTechnology uilin u ngxi541004 Chin 2 ep rtment of lectromech nic l ngineering Zhengzhou R ilw y Voc tion ltr nsp r nt conductiv thin film p typ doping d vic O475doi 10 3788 LOPxx4609 00401引 言透明导电材料以较高的电导率和良好的透光性等特性广泛应用于 平板显示器件 太阳能光伏电池 反射热镜 气体敏感器件 特殊 功能窗口涂层以及光电子 微电子 真空电子器件等领域 在光电子产业中 透明导电薄膜占有重要的地位 相关产品年销售量 估计达250亿美元 1 透明导电材料根据导电载流子的类型分为n型和p型两类 但长期以来 n型透明导电材料无论是性能还是应用方面都远远超过p 型材料 迄今为止 投入商业应用的都是n型透明导电材料 相关器件在电路应 用中只能作为无源器件 因而限制了透明导电材料的利用空间 如果能制备出性能优良的p型透明导电材料 则可以制作透明p n结 透明FET等有源器件 甚至实现透明电路 因而可以大大拓展透 明导电材料的应用领域 大幅提升其科学研究和社会经济价值 1997年 Kawazoe等 2 通过新的材料设计思路 首次制备出了在室温 下呈现较好p型导电性的铜铁矿结构CuAlO2透明薄膜 200040 optics journal 中国光学期刊网 REVIEW 综合评述年Huang等 3 报道的L 5 Cu6O4S7透明导电材料后来被证实为p型材料 这使p型透明导电材料的研究探索不再局限于氧化物 p型ZnO基透明 导电氧化物材料研究也取得重要进展 从而在全球范围内引发了对p 型透明导电材料及器件应用研究的热潮 本文就近年来p型透明导电材料及其器件应用研究现状进行介绍 以 期引起人们的更多关注 2p型ZnO基透明导电氧化物材料传统氧化物透明导电材料主要包括基 于In2O3 SnO2和ZnO等的氧化物掺杂材料 由于在材料制备过程中易产生点缺陷 高导电率的n型氧化物材料比 较容易实现 却难以实现p型转变 多年来 虽然偶见基于In2O3 SnO2等的p型氧化物材料的报道 但 基于ZnO的掺杂却成为近年来p型氧化物透明导电材料研究的热点之 一 主要通过本征掺杂 V族元素掺杂以及多组元共掺杂等方式实现 2 1本征掺杂当受主缺陷浓度超过施主缺陷浓度时ZnO便成为p型材料 即可实现本征掺杂 Zh ng S B 等 对ZnO的反对称掺杂和缺陷态物理进行了理论研究 结果表 明在富氧条件下 受主缺陷的形成能减小 甚至低于施主缺陷的形成 能 受主浓度可以超过施主浓度 实现p型转变 Xiong G 等 6 在Si衬底上通过改变氧分压溅射Zn靶沉积了p型ZnO薄膜 空 穴浓度9 10 7cm 3 电阻率3 cm 迁移率2 3 cm2 V s 但从目前的研究来看 本征掺杂的受主掺杂浓度较低 难以获得优良 的导电性能 同时 本征掺杂的ZnO可能因为失去氧而回到n型状态 处于亚稳态 所 以要实现性能稳定的p型ZnO材料必须进行外部掺杂 V族元素掺杂2 2 N元素掺杂Y n Y 等 认为氮替位氧主要产生 价和2价的受主N o和 N2 o 所掺杂杂质的化学势在p型掺杂中起重要作用 而化学势取 决于掺杂气体源及Zn O含量的比例 Ye Z Z 等 8 用直流反应磁控溅射制备了c轴取向的p型N掺杂ZnO薄膜 电导率为0 0 s cm 霍尔迁移率为 8cm2 V s 并第一次实现了ZnO同质结 p ZnO N n ZnO p Si Guo等 9 采用电子回旋共振等离子辅助脉冲激光沉积法 ECR P D 以纯锌为靶材 以N2O为p型掺杂源 制备了p型薄膜 载流子浓度 为4 0 8cm 电阻率为 2 4 8 cm 霍尔迁移率为0 0 4cm2 V s 梁红伟等 0 在MOCVD中利用射频等离子体退火技术 将氮掺杂的ZnO 在氮的氧化物 NO N2O NO2 等离子体进行高温退火 由于在气氛中形 成高激活性的氮与氧 既可以防止氮掺杂的ZnO中的氮逸出 又防止了 ZnO中氧的脱附 同时还进行了氮掺杂ZnO中氮受主的激活 从而获得 高效稳定的p型ZnO掺杂 薄膜的电阻率低至0 cm 载流子浓度达 0 8cm 已有的研究表明 NO或NO2是最有效的氮掺杂源气体 与之相反 N2和N 2O相对于NO或NO2难以形成受主N o 容易以 N2 o的替位形式存在于ZnO中 使之变成n型材料 单纯在N2气氛中也并不能实施活性N的掺杂 而N只有活化后才能作为 有效受主 2 2 2P元素掺杂P虽然可以作为p型ZnO的掺杂元素 但使用不同的掺 杂源时 其结果是不相同的 Yu等 分别以P2O5和Zn P2为掺杂源 使用射频溅射制备薄膜 并计 算了电子的能带结构 掺杂结果表明 使用P2O5不能获得p型ZnO 而Zn P2却可以实现 因此 在P掺杂源的选择上有待进一步研究 Aoki等 2 以单晶ZnO为衬底 利用真空蒸发在其上沉积一层Zn P2薄 膜 然后置于KrF激光下进行紫外照射 Zn P2分解为Zn和P原子 并扩 散进入ZnO晶体 P取代O 得到p型ZnO N2 O2分压为4 05P 以防止 原子的反蒸发 2 2 As元素掺杂P rk等 从理论上说明了As在ZnO中会取代O生成 As o受主 其能级深度高达 50meV 远远高于P o受主的9 0meV和N o的400meV 在室温下不可能电离 impijumnong等 4 认为As在ZnO中是取代Zn形成As Zn缺陷 同时会诱发两个V Zn缺陷 生成形成能 59eV 和电离能 0 5eV 都很低的As Zn 2V Zn复合受主型缺陷 V ithi n th n等 5 使用摩尔分数为 的Zn As2 ZnO作为靶材 Zn As2作为p型的掺杂源 采用P D方法 在O2气压为6 67P 温度为600 下保持 0min 在c平面的蓝宝石衬底上制得了ZnO As薄膜 并在氮氛 围下退火2min 其载流子浓度在 48 0 7到 8 0 8之间 电导 率在0 5 0 46s cm 之间 霍尔迁移率在0 8 4cm2 V s 之 间 总的来看 V族元素掺杂是实现p型ZnO基透明导电材料主要的有效途 径之一 但目前的研究仍主要集中在掺杂机理方面 在工艺及其对材 料性能影响规律及其机理方面的研究尚需深入开展 3共掺杂共掺杂是指同时将施主和受主杂质元素掺入41REVIEW 综 合评述激光与光电子学进展xx 09ZnO材料中实现p型ZnO薄膜 Yamamoto等 16 通过计算得到了在宽带隙半导体中新的价电子控制 方法 即共掺杂方法 结果表明 ZnO掺杂后会引起晶格马德隆能的变化 施主元素 Al Ga I n 的掺入引起马德隆能下降 而受主元素 Li N As 的掺入则引起马 德隆能上升将会影响p型ZnO的形成 而采用施主和受主按1 2进行共 掺杂的方法 不仅能够增加固溶度 而且能够降低马德隆能 如表 所 示 他们对Ga和As共掺杂的研究表明 Ga的引入对降低ZnO As的马德隆 能起了关键作用 但对As的固溶度和杂质能级改变较小 而N和Ga共掺 杂是制作低电阻率p型ZnO的比较有效的方法 在Li作为受主时 F是较 好的候选施主 而对于As作受主时 Ga则是最好的施主 Zhang等 17 用PLD制备了N和Li共掺杂的p型ZnO 采用Li原子数分数 为0 的ZnO Li2O陶瓷靶 氮源为N2O 成功制备了p型薄膜和同质结 载流子浓度为 9 2 0 8cm 3 霍尔迁移率为0 7cm2 V s 电阻率为3 99 c m 可见 施主元素与受主元素的适当组合及其恰当配比 工艺方法和条 件是实现有效共掺杂和提高p型ZnO基透明导电材料性能的关键 也是 今后研究的重点 3p型含铜氧化物透明导电材料 997年Kawazoe等 2 报道CuAlO 具有 透明导电性 其室温电导率达到9 5 10 s cm 1 随后Ueda等 18 用PLD方法在Al O3衬底上采用外延生长方法分别制 备了具有p型导电性的CuAlO 和CuCaO 薄膜 由此开辟了铜铁矿结构p 型透明导电材料研究的新领域 铜铁矿结构p型透明导电材料的通式可写为CuMO 其中M可以为Al Ga In Sc Y Cr La等元素 其结构为哑铃O Cu O层和包合一个三价阳离子的共边氧八面体层 MO 6 沿c轴交替堆垛排列 如图1所示 18 在CuAlO 中 每个氧离子与周围一个铜离子和三个铝离子形成四面体 结构 Cu的3d能级与O的 p能级较为接近 可以形成相互作用 削弱了 氧离子对空穴的作用 这对p型导电非常有利 目前关于CuMO 及其M位二元复合阳离子或M位p型掺杂以及氧间隙原 子掺杂透明导电材料的报道较多 研究甚为活跃 Banerjee等 9 用直流磁控溅射法 以陶瓷靶为溅射源 Ar O 体积 分数40 压强为 0Pa 基体温度为180 制备了700nm厚的CuAlO 薄膜 其室温下电导率为8 10 s cm 1 而且随着载流子浓度的增加 薄 膜的光学禁带变宽 Tsuboia等 0 采用直流反应溅射法和Cu Al双金属靶 在石英衬底上 制备了CuAlO 薄膜 通过调整Cu和Al靶的溅射功率来调整薄膜的成分 当Cu和Al的原子数比为 时 所制备的薄膜在N 下700 退火后可 以获得铜铁矿相 薄膜的光电性能与薄膜成分和基体温度有着密切的关系 而且薄膜中 Cu和Al的氧化物会分别引起带边的红移和蓝移 薄膜透光率为70 左右 电导率 0 0 s cm 带宽为3 5eV 由于在薄膜生长过程中 化学计量比控制较难 而且容易生成多种物 相 合金靶材制备的CuAlO 薄膜与用陶瓷靶制备的薄膜相比 其导电 性能和透光率都更差 Ong等 的研究则发现 随着Al含量的增加 薄膜表现出明显的带边 蓝移和光学带隙宽化 M位二元复合阳离子透明导电材料则主要利用两种不同离子单相材料 的优势特性 实现所需材料综合性能的平衡和优化 如CuGa x Fex O 综合了CuGaO 的高透光性和CuFeO 的高导电性 CuGa0 5Fe0 5O 的 室温电导率为 0s cm 较纯CuGaO 的 0 s cm 提高约两个 数量级 并可获得50 70 的较高透光率 研究表明 Cu Cu的距离随M位离子半径的增大而单调增加 从而使Cu Cu的相互作用变弱 并可能导致电导率下降 3 由于CuMO 组成原子的键价为Cu M3 和 个O 根据相关理论 如果 这些离子结合完全 则将形成绝缘体材料 然而 CuMO 材料却具有p型导电性 这些导电空穴应该材料制备过程 中形成的本征缺陷 一价阳离子空位和晶格间隙的氧离子 因此 通过M位受主掺杂或氧间隙原子掺杂都可能提高材料的p型导电 性 M位受主掺杂常见的有表1掺杂引起ZnO马德隆能值的变化 单位 eV n 型p型共掺杂p型Al 6 44Li 13 56 Al N 3 95Ga 13 7 N 0 79 Ga N 11 7In 9 73As 1 61 In N 7 01图1CuMO2的晶体 结构42 opticsjournal 中国光学期刊网 REVIEW 综合评述Mg2 Ca2 部分替代M3 黄华等 24 通过固态反应法制备的CuCr0 94Ca0 06O2单相多晶材料 其室温电导率比不掺杂样品提高近3个数量级 达到3 2 10 2s cm 1 Tate等 22 的研究证实CuCr0 95Mg0 05O2的电导率从未掺杂CuCrO2 薄膜的1 0s cm 1增大到220s cm 1 但可见光透射率也有所降低 Yanagi等 25 的研究表明 通过向BaCuF中掺杂Se和S替代晶格中的Ba 1 可以大大改善薄膜的导电性能 氧间隙原子掺杂常通过薄膜制备工艺过程中氧含量的控制来实现 Banerjee等 26 采用直流溅射法 通过调节CuAlO2 y薄膜退火过程中 的氧含量 使薄膜的最大电导率达到了5s cm 1 Duan等 27 制备的CuScO2 y薄膜室温电导率达到30s cm 1 远大于 未进行氧间隙原子掺杂CuScO2薄膜10 4s cm 1的电导率 28 也远 大于CuAlO2 y薄膜 这可能是因为CuScO2比CuAlO2更易掺入氧间隙原 子 由于氧间隙原子一般位于Cu层原子的三角形空隙中 随着M位离子半 径的增大 Cu Cu的距离增大 使氧间隙原子的掺入更加容易 从而导 致载流子浓度增加 23 但其可见光透射率较低 110nm的薄膜可见光透射率约40 Tate等 22 的实验也证实 CuSc1 x Mgx O2 y薄膜的电导率随着间隙氧的增加从10 3s cm 1急剧增加到20s cm 1 但同时薄膜的透光率却因氧含量的增加而有所减小 此外 还存在少数非铜铁矿结构的p型含Cu宽带隙半导体 典型的有Sr Cu2O2 Kudo等 29 用PLD方法在SiO2衬底上成功制备出p型SrCu2O2薄膜 并 对其K掺杂的光电性能进行了研究 掺杂前后薄膜的室温电导率分别为3 9 10 3s cm 1和4 8 10 2s cm 1 掺杂前后带隙没有明显变化 Sheng等 30 利用PLD沉积了Ca掺杂的SrCu2O2薄膜 也呈现出良好的 透明导电性 表2给出了一些典型p型含铜透明导电材料的光电性能 不断涌现的大量研究报道说明 p型含Cu透明导电材料不但使p型透明 导电材料的研究探索不再局限于氧化物 而且已成为研究最活跃 成 果最丰富的领域之一 而且良好的性能预期 深入的掺杂研究 广泛 的工艺方法探索必然会使p型含Cu透明导电材料成为未来的研究重点 领域之一 4p型硫族化合物透明导电材料主要有氧硫族化合物和氟硫族化合物 两类 氧硫族化合物p型透明导电材料的化学通式为LnCuOCh Ln 镧系元素 如La Pr Nd等 Ch 硫族元素 如S Se Te等 具有与铜铁矿相似的层 状结构 空间群为R3mm 由 Ln2O2 2 和 Cu2Ch2 2 两层沿c轴交替堆 垛构成 形成自然超晶格结构 如图2所示 31 氧硫族化合物p型透明导电材料的导带底由Cu4s电子轨道构成 而价 带顶则由Cu3d Chp电子轨道杂化构成 导带底和价带顶之间能带的不 连续 使 Ln2O2 2 形成势垒 而 Cu2Ch2 2 层则形成量子阱 空穴载 流子被局限在该层内进行传输 成为此类材料的导电层 与铜铁矿系p型材料相比 氧硫族化合物p型透明导电材料更容易实现 掺杂 导电途径更加合理 导电性能也更好 因而引起了人们的高度关注并迅速开展了多方面研究 2000年 Huang等 3 首次报道合成了p型La5Cu6O4S7 其室温电导率为 2 6 10 4s cm 1 Ueda等 32 用磁控溅射方法成功制备了p型LaCuOS透明导电薄膜 其 室温电导率高达1 2 10 2s cm 1 并且发现 在La位掺杂少量Sr后 薄膜的电导率提高约20倍 而在 La2O2 2 层进行p型掺杂增加 Cu2S2 2 导电层载流子浓度可改善薄膜的电导率 Hiramatsu等 33 研究了受主p型掺杂La1 x Srx CuOS对材料导电性能的影响 发现当x 0 04时 薄膜的空穴载流子浓 度从未掺杂时的1015cm 3增加到2 7 1015cm 3 电导率则从10 6s cm 1提高到7 7s cm 1 说明p型受主掺杂主要通过增加载流子浓度 来提高材料的电导率 他们还对硫族元素掺杂LaCuOS1 x Sex材料进行了研究 结果表明 当x从0变化到1时 带隙从3 1eV减少 到2 8eV 空穴迁移率提高一个数量级 电导率从0 65s cm 1提高到2 5s cm 1 说明硫族元素的共掺杂可通过提高载流子的迁移率来改善 材料的导电性能 M L Liu等 34 35 用与氧同族的硫代替氧 形成的硫化物 硫化铜也 会在价带顶产生Cu的3d与S的3p轨道的杂化 使得硫离子相比氧离子 对空穴的局域化更弱 因此它具有比氧化铜铝更好的p型导电性能 材 料透光率T 电导率 s cm 1 带隙E g eVCuAlO27010 2 10 13 5CuGaO2802 10 33 6CuYO2602 5 10 23 5CuGa1 x Fex O2601 03 4CuCrO2401 03 1SrCu2O270 803 9 10 33 3CuScO24030 03 3CuCr1 x Mgx O2502203 1表2部分p型含铜透明导电材料的光电性能43REVIEW 综合 评述激光与光电子学进展xx 09并采用渠道火花烧蚀技术制备获得了 室温下最高电导率为50 9s cm 1的CuAl0 90Zn0 10S2透明导电薄膜 与 族化合物ZnO和ZnS相似 在室温下氧硫族化合物p型透明导电材料 具有强的激子吸收峰 是优良的蓝光 紫外 深紫外发光材料 氟硫族化合物 25 的p型宽带隙半导体材料的晶体结构与氧硫族化合 物p型透明导电材料相同 可表示为MCuChF M Ba Sr等 Ch S Se Te等 只是 M2F2 2 层替换了 Ln2O2 2 Cu2Ch2 2 仍为空穴导电面 BaCuChF带隙大于310eV Ch S 312eV Ch Se 310eV 但由于材料中易 含有离子型化合物BaF2 很难获得纯相材料 因此限制了其作为p型透 明导电材料的研究和应用 总的来看 p型ZnO基透明导电氧化物材料具有较高的可见光透过率但 电导率相对较低 p型含铜透明导电材料可以获得较高的电导率 但不 同材料的可见光透过率差别较大 而p型硫族化合物透明导电材料的 可见光透过率和电导率均较好 然而 尽管三类p型透明导电材料的可见光透过率与n型透明导电材料 较为接近甚至相同 但其导电性能与n型透明导电材料相比差距还很 大 表3给出了目前三种p型透明导电材料光电性能及其制备工艺的对比 5器件应用与材料的研究和开发相对应 人们对p型氧化物透明导电薄 膜器件的研究相对较早 但进展缓慢 不过近年来已有了一定的突破 Ohta等 36 利用p型NiO和n型ZnO透明氧化物半导体制备了透明的紫 外线探测器 在室温下具有很好的紫外光谱响应 并且超过了商用GaN紫外探测器 的响应率 Wang等 37 先后利用p型的金刚石多晶和单晶薄膜同n型的ZnO定向薄 膜制备了异质结 偏压在 4 4V范围内变化时 正反电流比达到了120 在500 700nm的波长范围 内 透光率达到50 70 具有很好的整流特性和透明性 Bian等 38 采用超声喷雾热分解法制备了N In共掺杂的p型ZnO薄膜 并直接在N In共掺杂的p型ZnO层上沉积未掺 杂的ZnO层 制得ZnO的同质p n结 近年来p型掺杂ZnO薄膜的实现 使得ZnO同质外延方面得到了广泛的 研究 研发了一些光电器件 例如 Y W Heo等 39 在单晶ZnO衬底上外延得到了Zn0 9Mg0 1O ZnO 同质结 Y R Ryu等 40 利用ZnO同质结制作了LED 随着含铜氧化物 硫族化合物等新p型透明导电材料研究的迅猛发展 利用不同的p型和n型透明氧化物薄膜材料制备和研究透明器件的工 作也得到快速发展 已制备了多种透明的p n结二极管 FET 室温深紫外LED有源器件以及传感器等 Kudo等 41 首次制备了ITO SrCu2O2 n ZnO n ZnO结构的透明p n异质结 如图3所示 正反向电流比达到80 在总厚度约1 3 m的情 况下 可见光透过率达到70 80 具有很好的整流特性和透光率 Hosono等 42 先后利用p SrCu2O2和n ZnO制备了室温透明紫外LED 发光中心位于382nm 此外 在制备过程中向ZnO中注入K 离子 可形成绝缘层 将p n结变成图2LnCuOCh的晶体结构材料透光率T 电导率 s cm 1 主要制备工艺p型ZnO基透明导电氧化物材料70 9010 2 100磁控溅射 PLD Sol Gel MBE MOCVD 喷雾热解法等p型含铜透明导电材料40 8010 2 102磁控溅射 PLD Sol Gel MOCVD 水热法等p型硫族化合物透明导电材料60 8010 2 101磁控溅射 PLD Sol Gel MOCVD等表3目前三种p型透明导电材料的光电性能对比44 optic sjournal 中国光学期刊网 REVIEW 综合评述参考文献p i n结 当向p n结加大于14V的正向偏压时 发光中心位于50 nm的可 见光区 且能观察到较宽的发射光谱 但薄膜的沉积温度对器件的光电学性能有重要影响 在35 时制备 的LED阈值电压为 2V 而在6 时 约为3V Tate等 22 和Hoffman等 43 等利用重掺杂的p型CuYO2 半绝缘的ZnO 以及n型的ITO制备了p n和p n型的透明异质结二极管 在 V偏压 时 正反向电流比达到了6 呈现了整流特性 其厚度为 75 85 m 在可见光范围 光透射率达到了3 7 D ng等 用重掺杂P的n S 衬底 通过P扩散实现了p型转变 空穴 浓度在1 78 1018cm 3到1 3 1019cm 3之间 霍尔迁移率为13 1 6 08cm2 V s p ZnO n S 异质结和n ZnO p ZnO同质结具有整流特 性 PL谱显示p型薄膜在378 nm处具有很强的紫外发射峰 通常掺L 的ZnO是半绝缘的 并没有表现出p型导电性 而Zeng等 5 用溅射掺L 原子数分数为0 的锌靶制备了p型薄膜 载流子浓度为 7cm 3 电阻率为 6 cm 霍尔迁移率为2 65cm2 V s 并在ZnO L ZnO Al的p n结中观察到了整流特性 Nomura等 6 以单晶氧化物 nGaO3 ZnO 5为基底 非晶氧化物HfO2为 栅绝缘层 TO作为源 漏和栅极的透明电极 成功制备了n沟道 常 关型透明FET晶体管 该透明FET的开 关电流比达到 05 场效应迁移率达到了80cm2 V s 为全透明电路的实现奠定了基础 Zheng等 7 利用p型CuAlO2对臭氧的选择性和可逆性制备了一种p型 室温透明臭氧传感器 具有一定的潜在应用前景 Tonooka等 8 制备了结构为n ZnO n ZnO p CuAlO2 TO的透明光 伏器件 该器件在可见光范围具有较好的透明性 而在短波辐射下能产生光伏 效应 如在蓝光照射下可产生80mV的光伏电压 是一种潜在的透明光 伏电池 6结论p型透明导电材料以其独特的结构 光电性能和半导体特性使 之在发光器件 透明器件乃至透明电路等方面均具有广阔的应用前 景 已开辟了一个崭新的研究领域 透明半导体 有效的p型掺杂是实现p型透明导电材料及其器件的基础 目前该领域 的研究虽然取得了一定的进展 但从性能上来看 还远远不及n型ZnO 薄膜 而且重复性差 从迁移率来看 远远低于其他室温下的p型半导体材料 未来的研究重点包括 继续探索新的材料体系 进一步优化工艺来提 高空穴浓度 研究和完善p型透明导电薄膜的半导化机制 如掺杂 能 带结构和载流子浓度与迁移率等 通过掺杂设计能带结构 优化材料设计和探索新的合成方法 制备出 具有更高性能的p型透明导电薄膜 设计制作高性能的透明p n结及其 器件等 xx 0 0 收到修改稿日期 xx 02 8基金项目 广西高校百名中青 年学科带头人资助计划 RCxx0809 资助课题 作者简介 王华 965 男 博士 教授 主要从事功能薄膜材料及应 用研究 E ma l wh65 guet 图3ITO SrCu2O2 n ZnO n ZnO结构透明p n异质结 nley S Br ght C Transparent conduct ng ox des J MRS Bulletin 2000 25 82Kawazoe H Yasukawa M Hyodo H et al P type electr cal conduct on n transparentth n f lms ofCuAlO2 J Nature 997 389 66 939 9 23Huang F Q raz s P Kannewurf C R et al Synthes s structure electr cal conduct v ty and bandstructure oftherare earth copperoxychalcogen de La Cu O S7 J J Solid StateChem 2 155 2 366 37 J Z G Zhao L N He Z P et al Transparent p type conduct ng nd um doped SnO2th n f lms depos ted byspraypyrolys s J Mater Lett 2 6 60 387 389 Zhang S We S H Alex Z ntr ns c n type versusp type dop ng asymmetryand thedefect phys cs ofZnO J Phys Rev B 2 63 7 7 2 45REVIEW 综合评述激光 与光电子学进展xx 096Xiong G Wikinson J Mischuck B et al Control ofp and n type conductivityin sputterdeposition ofundopedZnO J Appl Phys Lett xx 80 7 1195 11977Yan Y Zhang S Pantelides S T Control ofdoping byimpurity chemicalpotentials predictions forp type ZnO J Phys Rev Lett xx 86 25 5723 572 8Ye Z Z Lu J Chen H H et al Preparation andcharacteristics ofp type ZnOfilms by DC reactivemagronsputtering J J Crystal Growth xx 253 1 4 258 2 49 uo X L Tabata H Kawai T p type conductionin transparentsemiconductor ZnOthin filmsinduced byelectroncyclotron resonanceN2O plasma J Opt Mater xx 19 1 229 23310梁红伟 孙景昌 杜国同 等 一种氮掺杂ZnO的受主激活方法 P 中国 10123 90 xx 08 0 11 Yu Z ong H Wu P Dopant sourceschoice forformation ofp type ZnOPhosphorus poundsources J Chemistry ofMaterials xx 17 4 852 85512Aoki T Hatanaka Y Look D C ZnO diodefabricated byexcimer laser doping J Appl Phys Lett 2000 7 22 3257 325813Park C H Zhang S Wei S H Origin ofp type dopingdifficulty in ZnO The impurityperspective J Phys Rev B xx 7 07320214Limpijum nong S Zhang S Wei S H et al Doping bylarge size mismatched impurities the microscopicoriginof arsenic or antimony doped p type zincoxide J Phys Rev Lett xx 92 15 15550415Vaithianathan V Lee B T Kim S S Preparation of s doped p type ZnOfilms usinga Zn3 s2 ZnO targetwithpulsed laser deposition J Appl Phys Lett xx 8 0 21011 Yamamoto T Hiroshi K Y Physics andcontrol ofvalence statesinZnOby codopingmethod J Physica B xx 3 2 303 155 1 217Zhang Y Z Lu J Ye Z Z et al Effects ofgrowth temperatureon Li N dual doped p type ZnOthin filmsprepared by pulsed laserdeposition J Appl Surf Sci xx 254 7 1993 199 18Ueda K Hase T Yanagi H et al Epitaxial growth of transparent p type conducting Cu aO2thin films on sapphire 001 substrates bypulsed laserdeposition J J Appl Phys xx 89 3 1790 179319Banerje e N Kundoo S Chattopadhyay K K Synthesis andcharacterization ofp type transparentconductingCu lO2thin filmbyDCsputtering J Thin SolidFilms xx 440 1 2 5 1020Tsuboia N Takahashi Y Kobayashi S et al Delafossite Cu lO2films preparedby reactivesputtering usingCu and l targets J J Phys Chem Solids xx 4 9 10 1 71 1 7421Ong C H ong H Effects ofaluminum onthe propertiesofp type Cu l O transparentoxide semiconductorpreparedby reactiveco sputtering J Thin SolidFilms xx 445 2 299 30322Tate J Jayaraj M K Draeseke D et al p type oxidesfor usein transparentdiodes J Thin SolidFilms xx 411 1 119 12423Kykyneshi R Nielsen B C Tate J et al Structural andtransport propertiesof CuSc1 x Mgx O2 y delafossites J J Appl Phys xx 9 11 188 19324黄华 朱长 飞 刘卫 P型透明导电氧化物CuCr1 x Cax O2的制备与光电性质研究 J 化学物理学报 xx 17 2 1 1 1 425Ya nagi H Tate J Park S et al p type conductivityin wide band gap BaCuQF Q S Se J Appl Phys Lett xx 82 17 2814 281 2 Bane rjee N Maity R hosh P K et al Thermoelectric propertiesand electricalcharacteristics ofsputter depositedp Cu lO2thin films J Thin SolidFilms xx 474 1 2 2 1 2 27Duan N Sleight W Jayaraj M K et al Transparent p type conductingCuScO2 x films J Appl Phys Lett 2000 77 9 1325 132 28Kakehi Y Nakao S Satoh K et al Properties ofcopper scandium oxidethin filmspreparedbypulsed laserdeposition J Thin SolidFilms xx 445 2 294 29829Kudo Yanagi H Hosono H et al SrCu2O2 p type conductiveoxide withwide bandgap J Appl Phys Lett 1998 73 2 220 22246 opticsjourn al 中国光学期刊网 REVIEW 综合评述30Su Sheng Guojia Fang Chun Liet al Oriented growthofp type transparentconducting Ca doped SrCu2O2thinfilms bypulsedlaserdeposition J Semiconductor Scienceand Technology xx 21 5 586 59031Kamioka H Hiramatsu H Hayashi K et al Photonic materialsutilizing naturallyourring nanostructures J J Photochem Photobiology A Chem xx 166 1 3 141 14732Ueda K Inoue S Hirose S et al Transparent p type semiconductor LaCuOS layeredoxysulfide J Appl Phys Lett 2000 77 17 2701 27033 3Hiramatsu H Ueda K Ohta H et al Degenerate p type conductivityin wide gap LaCuOS1 x Sex x 0 1 epitaxial films J Appl Phys Lett xx 82 7 1048 105034Min Ling Liu Fu Qiang Huang Li Dong Che al p type transparentconductor Zn doped CuAlS2 J Appl Phys Lett xx 90 07210935王颖华 张群 李桂锋 等 P型掺锌硫化铜铝透明导电薄膜的制备和性能研究 J 真空科学 与技术学报 xx 28 3 199 20236Ohta H Kamiya M Kamiya T et al UV detector based on pn heterojunction diodeposed of transparent oxidesemiconductors p NiO n ZnO J Thin SolidFilms xx 445 2 317 32137Wang C X Yang G W Gao C X et al Highly orientedgrowthofn type ZnOfilmsonp type singlecrystalline