[摘要] 氧化锌是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带化合物半导体材料。氧化锌为本征n型半导体,存在诸多本征施主缺陷(如氧空位Vo和间隙Zni等),对受主掺杂产生高度自补偿作用,加之受主杂质有限的固溶度或较深的受主能级,使得ZnO薄膜的p型掺杂非常困难。目前，关于ZnO薄膜的p型掺杂理论上已有所研究，但尚未形成共识；实验上，已有ZnO薄膜的p型掺杂成功地报道，但重复性不好。本文旨在在对ZnO薄膜的p型掺杂的理论和实践进行梳理和总结。氧空位
[关键词] ZnO 薄膜 P型掺杂
1. ZnO薄膜的结构、性质、应用与缺陷
优质的氧化锌薄膜具有C轴择优取向、纤锌矿结构。晶格常数a=0.325 nm,c=0.521 nm，为宽带隙半导体，禁带宽度约3.3 eV，电阻率高于106 Ω·cm。
掺铝氧化锌薄膜具有导电性好，透光率高，对紫外线吸收强，红外反射率高及对微波衰减率高等优点，是一种性能优异的透明导电薄膜，可用于平面显示器、太阳能电池、透明电板，以及需要阻挡紫外线、屏蔽热辐射和电磁波的地方。
ZnO和蓝光材料GaN同为六角纤锌矿结构，有相近的晶格常数和禁带宽度，同时，它的激子激活能高达60 meV，理论上有可能实现室温下的紫外受激辐射。这一性质使ZnO薄膜有可能实现紫外激光发射器件。
氧化锌薄膜中存在一些缺陷，主要包括点缺陷、位错、晶粒间界等。点缺陷主要有锌空位VZn、氧空位VO、锌间隙原子Zni、氧间隙原子Oi、氧反替位锌OZn、锌反替位氧ZnO等。
氧空位和锌空位分别形成施主和受主能级，氧空位带2个正电荷，可形成一个浅施主能级和一个深施主能级，浅施主能级在导带以下约0.03 eV处，深施主能级不确定。锌空位带2个负电荷，可形成一个浅受主能级和一个深受主能级。
一般情况下生长的单晶ZnO中被发现锌过剩同时氧欠缺。
2.ZnO薄膜p型掺杂的困难与掺杂原理
在制备ZnO材料过程中通常会产生氧空位Vo和间隙锌Zni,这些本征缺陷使ZnO呈n型导电性,所以n型掺杂较容易实现且载流子浓度容易控制。然而ZnO的p型掺杂却十分困难,这主要是因为受主的固溶度较低,并且ZnO中的诸多本征施主缺陷会产生高度的自补偿效应。而且Zn
O受主能级一般很深,空穴不容易热激发进入导带,受主掺杂的固溶度也很低,因此难以实现p型转变。
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