N-In共掺p型ZnO薄膜的结构和电学特性研究

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备ZnO∶In薄膜，以N离子注入的方式进行N掺杂,通过优化退火条件成功实现了ZnO∶In-N薄膜的p型转变。研究发现在590℃退火20min获得性能良好的p-ZnO∶In-N薄膜，其空穴浓度、迁移率和电阻率分别为（1.01×1018）cm-3、3.40cm2？V-1？s-1、1.81Ω？cm。结合XPS分析认为ZnO∶In？N实现p型导电正是由于In的掺入与受主N形成了有利于p型导电的受主InZn-2NO复合体。Hall跟踪测试发现p型导电会随时间变化而最终转变为n型导电，结合XPS和第一性原理计算认为薄膜中存在残余应力和(N2)O施主缺陷是p型不稳定的原因。