周小岩，韩治德，李传勇，刘晓龙

（中国石油大学理学院，山东青岛 266580）

硅衬底对纳米ZnO/p-Si异质结酒精敏感性能的影响

周小岩，韩治德，李传勇，刘晓龙

（中国石油大学理学院，山东青岛 266580）

采用射频磁控溅射的方法在不同电阻率的p型硅衬底上沉积氧化锌薄膜，制备了ZnO/p－Si异质结。通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析ZnO薄膜的物相结构和表面形貌。研究室温下不同电阻率的硅衬底对ZnO/ p－Si异质结电流－电压特性和酒精敏感特性的影响。结果表明:ZnO薄膜结晶情况良好，具有高度的c轴择优取向，表面颗粒分布均匀;ZnO/p－Si异质结酒精敏感性依赖于p－Si衬底，当p－Si衬底的电阻率为10～20Ω·cm时，其气敏性能最强;该异质结在+4.0 V的偏置电压下，对0.024 g/L酒精气体的灵敏度为39.7%。

ZnO薄膜;p－Si衬底;电阻率;气体传感器

纳米ZnO因其具有尺寸效应、量子隧道效应和大的比表面积等特点，在平面光波导、透明电极、透明导电膜、紫外光探测器等领域得到了广泛应用［1－2］。这些应用大多数受益于其异质外延体系，例如与Si、NiO、SiC和CuO等形成异质结构［3－8］。其中ZnO/Si异质结构因为单晶硅的价格相对低廉，而且有利于器件的光电集成和工业的产业化而被广泛使用。近来，众多研究者报道了ZnO/Si异质结的结构、界面、电学和光学特性［9－12］。李丹等［13］采用电沉积法在p－Si衬底上制备了c轴取向的ZnO薄膜，并分析了薄膜的相结构、晶粒尺寸和光吸收特性。陈传祥等［14］采用脉冲激光沉积方法在p－Si（100）衬底上生长ZnO薄膜，研究了退火对ZnO薄膜晶体结构的影响。对于ZnO气体传感器的应用，ZnO（纳米线、纳米棒和薄膜）/Si异质结的湿度敏感特性已被报道［15－16］，Bhattacharyya等［17］还报道了用作甲烷气体探测的ZnO薄膜/p－Si异质结传感器。……