DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2018.2.136882

ФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ, ЩО ЗУМОВЛЮЮТЬ ПОВЕДІНКУ СТРУМУ В ГЕТЕРОПЕРЕХОДАХ n-ZnO/p-Si, СТВОРЕНИХ ВЧ МАГНЕТРОННИМ РОЗПИЛЕННЯМ

В. В. Хомяк

Анотація


Нанесенням тонких плівок ZnO на р-Si підкладки методом реактивного високоча­стотного магнетронного розпилювання при різних температурах вирощування і співвідношеннях парціальних тисків кисню та аргону створено гетероструктури n-ZnO/p-Si. Регулювання кількості кисню в період зростання дає можливість контрольовано керувати фізичними власти­востями тонких плівок ZnO, включаючи і гетеропереходи n-ZnO/p-Si. Вольт-амперні характе­ристики створених структур володіли чітко вираженими випрямляючими властивостями. Для з’ясування фізичних процесів, що зумовлюють поведінку струму при прямому і зворотному зміщеннях, побудовано та проведено аналіз зонних енергетичних діаграм, створених електрич­них переходів.


Ключові слова


гетероструктури n-ZnO/p-Si; вольт-амперні характеристики; механізми струмопереносу; тунелювання

Повний текст:

PDF

Посилання


Y. W. Zhang, X. M. Li, W. D. Yu, X. D. GaO, Y. F. Gu, C. Yang, J. L. Zhao, X. W. Sun, S. T. Tan, J. F. Kong, and W. Z. Shen. Epitaxial growth and luminescence properties of ZnO – based heterojunction light-emitting diode on Si (111) substrate by pulsed laser deposition // J. Phys. D: Appl. Phys., 41, p. 205105 (2008).

J. D. Ye, S. L. Gu, S. M. Zhu, W. Liu, S. M. Liu, R. Zhang, Y. Shi, Y. D. Zheng. Electroluminescent and transport mechanisms of n-ZnO/p-Si heterojunctions // Appl. Phys. Lett., 88, pp. 182112-(1-3) (2006).

J. Y. Lee, Y. S. Choi, W. H. Choi, H. W. Yeom, Y. K. Yoon, J. H. Kim, S. Im. Characterization of films and interfaces in n-ZnO/p-Si photodiodes // Thin Solid Films, 420 – 421, pp. 112 – 116 (2002).

Y. S. Choi, J. Y. Lee, S. Im. Photoresponse characteristics of n-ZnO/p-Si heterojunction photodiodes // J. Vac. Sci. Technol. B, 20, pp. 2384 – 2387 (2002).

Baik D. G., Cho S. M., Application of sol-gel derived films for ZnO/n-Si junction solar cells // Thin Solid Films, 354, pp. 227–231 (1999).

R. S. Ajimsha, M. K. Jayaraj, and L. M. Kukreja. Electrical characteristics of n-ZnO/p-Si heterojunction diodes grown by pulsed laser deposition at different oxygen pressures //J. Elektron. Mater., 37(5), pp. 770 –775 (2008).

S-H. Jeong, B-S. Kim, B-T. Lee. Photoluminescence dependence of ZnO films grown on Si (100) by radio-frequency magnetron sputtering on the growth ambient // Appl. Phys. Lett., 82(16), pp. 2625 – 2627 (2003).

V. V. Khomyak, M. M. Slyotov, I. I. Shtepliuk, G. V. Lashkarev, O. M. Slyotov, P. D. Marianchuk, V. V. Kosolovskiy. Annealing effect on the near-band edge emission of ZnO // J. Phys. Chem. Sol., 74 pp. 291-297 (2013).

V. Khomyak, M. Slyotov, I. Shtepliuk, O. Slyotov, V. Kosolovskiy. Efect of Se Isoelectronic Impurity on the Luminescence Features of the ZnO // Acta Physica Polonica A, 122(6), pp. 1039 –1041 (2012).

P. L. Chen, X. Y. Ma, and D. R. Yang. Ultraviolet electroluminescence from ZnO/p-Si heterojunctions // J. Appl. Phys., 101, pp. 053103-(1-4) (2007).

J. W. Sun, Y. M. Lu, Y. C. Liu, D. Z. Shen, Z. Z. Zhang, B. H. Li, J. Y. Zhang, B. Yao, D. X. Zhao, and X. W. Fan. Excitonic electroluminescence from ZnO-based heterojunction light emitting diodes // J. Phys. D: Appl. Phys.,41, pp. 155103-(1-5) 2008.

T. Yen, D. Strome, C. J. Kim, A. N. Cartwright and W. A. Anderson. Annealing studies on zinc oxide thin films deposited by magnetron sputtering // J. Elektron. Mater., 37(5), pp. 764–769 (2008).

K. Ellmer, A. Klein, B. Rech. Transparent conductive zinc oxide: Basics and applications in thin film solar cells. – Springer, 445 p. (2008).

Ü. Özgür, Ja. I. Alilov, C. Lin, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S. -J. Cho, H. Morkoe. A comprehensive review of ZnO materials and devices // J. Appl. Phys., 98, pp. 041301-(1-103) (2005).

F. K. Shan, G. X. Liu, W. J. Lee, B. C. Shin. The role of oxygen vacancies in epitaxial-deposited ZnO thin films // J. Appl. Phys., 101, pp. 053106-(1-8) (2007).

C-H. Min, S. Cho, S-H. Lee, D-Y. Cho, W. G. Park, J. G. Chung, E. Lee, J. C. Lee, B. Anass, J. H. Lee, C. S. Hwang, S-J. Oh. Effect of oxygen partial pressure on the Fermi level of ZnO1−x films fabricated by pulsed laser deposition // Appl. Phys. Lett., 96, pp. 201907 (2010).

S. Lee, Y. E. Jeong, D. Lee, J. S. Bae, W. J. Lee, K. H. Park, S. D. Bu, S Park. Oxygen partial pressure dependent electrical conductivity type conversion of phosphorus-doped ZnO thin films // J. Phys. D: Appl. Phys., 47, pp. 065306 (1-5) (2014).

R. Ondo-Ndong, F. Pascal-Delannoy, A. Boyer, A. Giani, A. Foucaran. Structural properties of zinc oxide thin films prepared by r. f. magnetron sputtering // Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology. Elsevier, 97(1), pp. 68-73 (2003).

W. Gao, Z. Li. ZnO thin films produced by magnetron sputtering // Ceramics International. 30, pp. 1155-1159 (2004).

A. Milns, D. Foiht. Geteroperehody i perehody v poluprovdnikah. Mir, M. 432 s. (1975).

S. M. Sze. Physics of Semiconductor De¬vices, 2nd ed. Wiley, New York. 868 p. (1981).




Copyright (c) 2018 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)