研究目的
研究电子辐射对有无ZnO中间层的肖特基二极管电学参数的影响,并确定ZnO中间层是否能提高抗辐射能力。
研究成果
氧化锌中间层显著提高了肖特基二极管的抗辐射性能,与未添加中间层的二极管相比,电子辐照后其电学参数(理想因子、势垒高度、串联电阻)变化更小。这表明氧化锌薄膜能增强光电器件在辐射环境中的稳定性和使用寿命。
研究不足
该研究仅限于特定剂量(25、50、75戈瑞)和室温条件下的电子辐射效应。未探究其他类型辐射或更高剂量,且缺陷形成与界面态背后的机制仍有进一步优化或深入研究的余地。
1:实验设计与方法选择:
研究通过制备含与不含ZnO中间层的肖特基二极管,使其接受不同剂量的电子辐射,并采用I-V特性测量电学参数。运用热电子发射理论和Norde函数等理论模型进行参数计算。
2:样品选择与数据来源:
使用n型Si衬底。部分衬底通过射频磁控溅射沉积ZnO薄膜。通过沉积金属接触制备二极管。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频磁控溅射系统、X射线衍射仪(X'Pert PRO)、扫描电子显微镜(SEM, Zeiss Sigma 300)、原子力显微镜(AFM, Hitachi 5100 N)、紫外-可见分光光度计(Lambda35)、表面轮廓仪(KLA Tencor P7)、热蒸发器、电子辐射测试仪(Varian Trilogy型号LINAC)和皮安计/电压源(Keitley 487)。材料包括n-Si衬底、ZnO靶材(99.99%纯度)、Au-Sb合金和Zn金属。
4:0)、原子力显微镜(AFM, Hitachi 5100 N)、紫外-可见分光光度计(Lambda35)、表面轮廓仪(KLA Tencor P7)、热蒸发器、电子辐射测试仪(Varian Trilogy型号LINAC)和皮安计/电压源(Keitley 487)。材料包括n-Si衬底、ZnO靶材(99%纯度)、Au-Sb合金和Zn金属。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:衬底经RCA1、RCA2流程及HF溶液清洗。在指定条件下溅射ZnO薄膜。通过热蒸发沉积欧姆接触和肖特基接触。二极管接受25、50和75戈瑞剂量辐射。辐射前后进行I-V测量。
5:RCA2流程及HF溶液清洗。在指定条件下溅射ZnO薄膜。通过热蒸发沉积欧姆接触和肖特基接触。二极管接受50和75戈瑞剂量辐射。辐射前后进行I-V测量。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:基于热电子发射理论和Norde方法,通过I-V数据计算理想因子、势垒高度、串联电阻等电学参数。采用XRD、SEM、AFM和紫外-可见光谱分析结构与光学特性。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
X'Pert PRO
PANalytical
Analyze structural properties of ZnO thin films using Cu-Kα radiation.
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Scanning electron microscopy
Sigma 300
Zeiss
Determine morphological properties and grain size of ZnO thin films.
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Atomic force microscope
5100 N
Hitachi
Analyze surface morphology and roughness of ZnO thin films.
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UV-visible spectrophotometer
Lambda35
PerkinElmer
Perform optical measurements to determine bandgap of thin films.
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Surface profilometer
P7
KLA Tencor
Measure film thickness of deposited ZnO layers.
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Electron radiation tester
Trilogy
Varian
Expose diodes to electron irradiation at specified doses.
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Picoammeter/Voltage Source
487
Keitley
Conduct I-V measurements of diodes before and after irradiation.
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RF magnetron sputtering system
Deposit ZnO thin films on n-Si substrates.
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Thermal evaporator
Deposit Au-Sb ohmic contacts and Zn metal contacts.
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