ZnO薄膜之電性與光學係數受外加紫外光之調制特性研究

Abstract

摘要

氧化鋅（zinc oxide，ZnO）其光學能帶（Optical energy band）寬度約為3.37eV，其正好位於紫外光波長範圍內，若利用紫外光照射氧化鋅薄膜將造成價電帶電子吸收紫外光能量後躍遷至導電帶，因而增加其導電性，但也因價帶電子變少後而造成介電係數（dielectriccoefficient）變小，且在移除紫外光照射後隨即回覆其原來狀態，我們利用此特性來探討氧化鋅薄膜在外加不同強度紫外光下其電性與光學特性的變化。 光學量測上首先利用共路徑外差式干涉儀（common path heterodyne interferometer）來量測氧化鋅薄膜的折射率與介電係數，其中共路徑技術用於抑制相位飄移，以使干涉儀穩定，而外差干涉技術則是利用聲光調變器（acoustic optical modulator，AOM）將訊號載在特殊頻率上，透過鎖相放大器（lock-in amplify）針對此特殊頻率進行解析，以排除環境雜訊，使得共路徑外差干涉儀成文一套高穩定高準確性的量測系統。 在電性量測上，由於未掺雜的純氧化鋅薄膜電阻率很高，不易直接量測，因此制備成ZnO-base薄膜電晶體，形成透過閘極電極降低薄膜電阻，來簡化量測所需，以探討氧化鋅薄膜受紫外光影響的導電特性，其結果與光學量測系統所測得折射率與介電係數的結果驗證。