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Zn扩散制备GaSb PN结的工艺及物性研究

作　者: 罗扩郎
导　师: 王晓华; 魏志鹏
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学
关键词: Zn扩散 GaSb PN结磁控溅射 ECV
分类号: TN304.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 4次
引　用: 0次
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内容摘要

GaSb禁带宽度低(0.72eV),对红外光响应度高,能够用于红外光电二极管等光伏器件,尤其是近年来热光伏(TPV)电池技术的发展,使得GaSb成为TPV电池最有希望的材料之一。TPV系统的关键在于热光伏电池的制备,而热光伏电池关键在于PN结的制备。目前制备GaSb PN的方式通常是在N-GaSb衬底表面扩散Zn,使得扩散层反型为P型,形成PN结。目前实验室大多采用气相扩散制备GaSb PN结,但是气相扩散存在扩散时间长、气体消耗量大等缺点。为了克服这些缺点,本文提出了N-GaSb衬底表面固相成膜扩散,并通过实验成功制得结深约为200nnm,空穴浓度为1018em-3量级的GaSb PN结,为后续制备GaSb光伏器件奠定了良好的基础。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-17
  1.1 GaSb的基本特性  8-9
  1.2 热光伏(TPV)概念  9-10
  1.3 GaSb PN结光生伏特原理  10-12
  1.4 GaSb PN结的制备方法  12-16
    1.4.1 离子注入掺杂技术  12-13
    1.4.2 薄膜外延法  13
    1.4.3 热扩散法  13-16
  1.5 论文研究的内容及意义  16-17
第二章 Zn在GaSb中的扩散理论  17-31
  2.1 扩散概论  17-18
  2.2 扩散的驱动力  18
  2.3 扩散的微观机制  18-22
    2.3.1 晶体中的缺陷  19-20
    2.3.2 微观扩散机制类型  20-22
  2.4 Zn在GaSb中扩散机制  22-28
  2.5 Zn扩散曲线的选择  28-30
  2.6 本章小结  30-31
第三章基于Zn扩散的GaSb PN结制备  31-41
  3.1 实验设计  31-32
  3.2 N-GaSb晶片的表面处理  32-34
  3.3 磁控溅射镀Zn膜  34-38
    3.3.1 磁控溅射镀膜原理  34-36
    3.3.2 Zn膜厚度的SEM表征  36-38
  3.4 热扩散制备GaSb PN结  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章基于Zn扩散的GaSb PN结电学性质研究  41-48
  4.1 基于Zn扩散的P型GaSb薄膜载流子浓度测试  41-45
    4.1.1 ECV的测试原理  41-44
    4.1.2 基于Zn扩散的P型GaSb薄膜的ECV测试  44-45
  4.2 基于Zn扩散的P型GaSb薄膜的I-V特性研究  45-47
    4.2.1 理想PN电流电压模型  45-46
    4.2.2 基于Zn扩散的P型GaSb薄膜I-V特性曲线研究  46-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章结论  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-52

Zn扩散制备GaSb PN结的工艺及物性研究

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