掺镓氧化锌透明电极与GaN 的肖特基接触的制备及其特性研究

掺镓氧化锌（简称GZO）是继ITO之后新兴的透明导电材料。随着GaN基材料和器件的迅猛发展，特别是由于军民两用对于GaN基高效率发光及紫外探测器件迫切需求，GZO薄膜作为透明电极在GaN基光电器件上的应用就成为一个既有重大实用价值又有基础研究意义的前沿课题。我们在本项目中提出制备和研究GZO透明导电薄膜与GaN外延膜的肖特基接触研究。研究内容主要包括高质量GZO薄膜的制备和光电性能研究，以及GZO薄膜与GaN外延膜的肖特基接触。我们将运用综合的表征手段仔细研究影响GZO薄膜的透光性以及电导率的关键因素，特别是缺陷因素，达到控制薄膜质量的目的。在获得高质量GZO薄膜的前提下，我们将进行制备良好GZO-GaN肖特基接触的工艺研究和探讨载流子输运机制等相关基础物理机制的问题，最终设计和试制以GZO-GaN肖特基结为基础的新型紫外探测器原型器件，并研究器件的光电特性。

制备电极接触是半导体器件工艺中非常重要的环节之一。电极接触的质量直接影响器件的各项特性及参数指标。传统上电极材料多采用导电性能优异且功函数高的贵金属如铂和金等金属材料，然而金属材料制备出不透光或半透明的肖特基结器件的结构闭光或光通量很低，严重制约了光电器件的性能。近年来，各种透明的导电氧化物电极材料（掺镓的氧化锌）因其拥有的高透光特性及良好的导电性可以显著提高器件的探测灵敏度，大大增强器件的性能，因此备受关注。.在该基金的支持下，我们利用透明导电的掺杂氧化锌为基本的材料，按照项目计划书的进程和要求，我们首先从研究透明导电材料掺镓氧化锌材料的基本入手，结合多种分析测试手段，对制备出的掺镓氧化锌薄膜进行了微结构、光学和电学性质进行了分析和研究，比较系统地研究了掺镓氧化锌薄膜材料的制备条件对掺镓的氧化锌薄膜的光学和电学特性的影响，获得了良好的阶段性成果, 可见光波段内透过率大于90%, 电阻率为低于10-3欧姆厘米。在此基础上，我们利用掺镓氧化锌透明导电薄膜，设计并制备出多种结构的透明电极的紫外探测器，通过性能测试发现了新奇、有趣的特性以及结构对性能的影响，首次制备出以掺镓氧化锌为主材料的原型“阳盲”型探测器和电压调制的紫外双色探测器，并利用掺镓氧化锌的透光特性制备出FWHM为９纳米366纳米紫外选频器件。相关的结果以多种形式整理，提交了３项专利的申请，参加４次全国性会议进行分会报告和即将参加1次国际会议，并已撰写成论文的投稿至相关的国际刊物，已经接受的4篇(其中２篇未标注)，修改回去的1篇，在审的2篇。