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ZnO是一种具有优异特性的宽禁带半导体材料。由于ZnO在室温下为具有很高的激子束缚能(60meV),高于其它宽禁带半导体材料(如GaN为21meV,ZnSe为20meV,也远高于室温热能26meV),激子增益也可达到320cm-1,ZnO薄膜是一种透明的导电膜,在太阳能电池中的透明电极和窗口材料方面有广泛的应用前景。为了实现ZnO在发光器件领域的实际应用,必须制备出晶体质量良好n型和p型薄膜,在此基础上制备ZnO的同质pn结。由于ZnO中的本征缺陷(Zni和Vo)的形成能很低,所以天然的ZnO为n型半导体材料,本征缺陷对受主有很强的自补偿作用,导致ZnO的p型实现的困难。目前通过Al、In、Ge等元素的掺杂,已经制备出了各方面性能均良好的n型ZnO薄膜;然而p型ZnO薄膜的制备与研究中仍存在着很大的问题,例如稳定性、可重复性以及载流子浓度低等。在各种受主掺杂元素中,普遍认定N元素是实现p型ZnO的最佳受主掺杂元素,理论上表明通过对ZnO薄膜进行施主元素(Ga、Al、In)和受主元素(N)的共同掺杂,既能提高N在薄膜中的固溶度,又能实现更浅的受主能级。本文正是基于共掺杂理论,以石英玻璃为衬底,利用射频磁控溅射结合离子注入的方法,再通过退火处理,成功的制备出性能良好的p型ZnO:Al-N薄膜。借助飞利浦MRD型X衍射仪,其X射线发射源为CuKα1(λ=0.154178nm)、EcopiaHMS-3000型霍尔测试仪分析了不同的退火对ZnO薄膜的结构及薄膜的p型转变的影响,实验表明在氮气环境下对样品进行退火时,退火的温度和时间对薄膜的导电类型有很大的影响,退火温度介于500-600℃之间时,同时退火时间控制在3-10min以内,可以获得p型ZnO薄膜,其中,经过578℃退火8min的ZnO薄膜具有较好的结晶度,且p型导电性能最佳,空穴浓度达到5.66×1018cm-3,迁移率和电阻率分别为0.53cm2V-1s-1和2.08cm。通过对实验数据的进一步处理和研究,绘出了本实验条件下ZnO薄膜p型转变随退火温度和退火时间变化的分布情况,为进一步优化工艺,进而制备具有更高性能和良好稳定性的p型ZnO薄膜提供重要的参考价值。X光电子能谱(XPS)分析显示在p型ZnO薄膜里存在N-Al键和N-Zn键,表明Al掺杂可以促进N在ZnO薄膜的固溶,有利于N元素在ZnO薄膜形成受主能级,且薄膜的p型导电与复合体(AlZn+2NO)的存在有着密切关系。