高温环境下溶胶-凝胶法制备的Si/ZnO异质结二极管中当前传输机制的分析

摘要： 本文分析了Si/ZnO异质结二极管在宽温度范围（即室温298K至573K）的电气参数，以研究该二极管在极高温度环境下的电学性能。本研究采用旋涂技术，直接在p型硅衬底上沉积了溶胶-凝胶法制备的纳米结构ZnO薄膜。通过半导体参数分析仪在298K-573K温度范围内对±5V偏压下的器件进行电流-电压特性测试，由此推导出整流比、反向饱和电流、理想因子、势垒高度、串联电阻和激活能等电学参数。在298K时，测得理想因子为2.66、势垒高度为0.789eV、串联电阻为3554Ω；而在573K时这些参数分别变为1.58、1.15eV和801Ω。上述结果表明高温环境下存在空间势垒高度不均匀性（BHI）。因此我们在分析中引入空间BHI的高斯分布来计算有效理查德森常数（RC）。未考虑空间BHI时RC值为4.026×10^{-6}Acm^{-2}K^{-2}，引入后修正为29.14Acm^{-2}K^{-2}，更接近理论值（32Acm^{-2}K^{-2}）。本研究表明，所制备的Si/ZnO异质结二极管在极高温度环境下仍能保持其电学特性，适用于高温电子和光电子应用。