ganpedotpss混合肖特基二极管特性研究-study on the characteristics of hybrid schottky diode of gangpedotpss.docx

摘要近年来，由于器件的特性可以通过改变有机物的化学结构来调节以及相对廉 价的成本，人们对有机-无机混合异质结电子器件，尤其是太阳能电池的关注度不断提高。在此背景下， 本文通过实验研 究 了无机 n-GaN 材料和有机材料 PEDOT:PSS 形成的混合肖特基结二极管，深入研究这种混合结构在不同温度退 火、等离子处理、和不同溶液处理情况下的 I-V 特性，主要研究工作和成果如下：1）首先具体介绍了 PEDOT:PSS 材料的基本性质和制备方法—旋涂法，研究 了 PEDOT:PSS 的薄膜厚度与转速的关系：旋转速度越高，旋转时间越长，薄膜 厚度越薄，薄膜的均匀性越好；然后研究了 GaN 表面预处理对旋涂有机薄膜质量 的影响，发现做等离子处理可以改善 PEDOT:PSS 有机薄膜在 n-GaN 表面的成膜 质量，使有机膜厚度更加均匀。2）研究了对 n-GaN 表面采用等离子处理、1:1 的 HCl 溶液、1:1 的 HF 溶液 和 1:5 的氨水溶液浸泡 3min 等处理方法对 n-GaN/PEDOT:PSS 形成的肖特基结特 性的影响。研究发现：相比未做任何处理的样品，对 n-GaN 表面采用氧气等离子 处理后，理想因子由 2.0 降低为 1.87，饱和电流由 6.13 ?10?5 A 降低为 2.52 ?10?8 A， 肖特基势垒由 0.67eV 变为 0.77eV；用 1:1 的 HF 酸溶液浸泡 3min，理想因子由 2.0 降低为 1.57，饱和电流由 6.13?10?5 A 降低为 6.83 ?10?8 A，肖特基势垒由 0.67eV 变为 0.85eV。正向导通电流均增大。3）研究采用不同温度退火对 n-GaN/PEDOT:PSS 形成的肖特基结特性的影响， 研究发现：随着退火温度的增加，n-GaN/PEDOT:PSS 肖特基结的性能先变好后退 化，主要表现为随着退火温度的增加，其理想因子和反向饱和电流均为先减小后 增大，正向导通电流和肖特基势垒均先增大后减小。本实验结果表明，退火温度 在 120℃左右为最佳。关键词：n-GaN/PEDOT:PSSI-V 特性 肖特基势垒 理想因子 反向饱和电流ABSTRACTThe importance of hybrid organic-inorganic heterostructures in electronic devices, particularly solar cells, has arisen due to possibilities of tuning the device properties by variation of chemical structure of the organic materials and their relatively cheap production. In this dissertation, the n-GaN/PEDOT:PSS hybrid Schottky diode was made, and its I-V characteristics is studied through different annealing temperatures and different treatments such as plasma processing, different solution treatments. The major works are listed.1．Firstly we introduced the basic properties and production method (spin coating)of PEDOT: PSS, then studied the relationship of the film thickness and the rotational speed of the PEDOT: PSS. The results show that：As the rotational speed and the rotation time increase, the thickness reduces，and film uniformity is better. Secondly,we found that with plasma processing on n-GaN surface, the organic film quality and uniformity are improved.2．The influence of plasma processing, the treatments of 1:1 HCl solution , 1:1 HFsolution and 1:5