Особенности локализации примеси Al, Ga и In в слоях на основе ZnO

Снижение стоимости используемых материалов и технологий формирования функциональных слоев является одной из актуальнейших задач интенсивно развивающейся индустрии прозрачной электроники. В этом ключе особый интерес представляют магнетронные слои на основе легированного оксида цинка, рассматриваемые в качестве реальной альтернативы слоям на основе более дорогого оксида индия при формировании прозрачных электродов в различных оптоэлектронных приложениях. Однако выбор оптимальных составов слоев и режимов их синтеза для каждого конкретного приложения осложняется недостатком систематизированных сравнительных данных по этим системам, полученных в идентичных условиях. В данной работе в идентичных условиях методом магнетронного распыления были получены слои ZnO , легированного Al , Ga и In на уровне от 1 до 20 ат.%. Исследована зависимость структуры и электрических характеристик слоев оксида цинка от уровня внесения легирующей примеси и температуры осаждения. Установлено, что ключевыми факторами, определяющими поведение примеси в матрице оксида цинка, являются ее химическая активность, растворимость в матрице оксида цинка, ионный радиус легирующего металла в данной координации, а также электрические характеристики самостоятельных оксидных фаз легирующих металлов, образующихся на границах зерен.

тонкая пленка, магнетронное распыление, прозрачный электрод, оксид цинка, легирование, транспорт носителей, микроструктура, граница зерен