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第28卷 　第1期Vol1 28 　No1 1材 　 料 　 科 　 学 　 与 　 工 　 程 　 学 　 报Journal of Materials Science & Engineering总第123期Feb . 201 0文章编号 :167322812(2010) 0120005203利用 Mg 含量控制 Zn1 - xMgxO 薄膜压敏电阻器的阈值电压季振国1,张春萍1,冯丹丹1,柯伟青1,毛启楠2(1. 杭州电子科技大学电子信息学院 , 浙江 杭州 　 310018 ; 2. 浙江大学硅材料国家重点实验室 , 浙江 杭州 　 310027)　　 【摘 　 要】 　 利用溶胶2凝胶法制备了 Zn1 - xMg xO 压敏薄膜 ,并通过 X 射线衍射、X 射线能谱、紫外- 可见光谱仪、I2V 特性测试仪等对薄膜及其压敏特性进行了 表征。 XRD 结果表明 ,掺 Mg 后 Zn1 - xMg xO 薄膜仍然为六方纤锌矿 ZnO 晶体结构 ;紫外 - 可见吸收谱表明 ,随着薄膜中 Mg 含量的增加 ,薄膜的吸收边蓝移 ,禁带宽度增加 。 I2V 特性曲线表明 ,基于 Al/ Zn1 - x MgxO/ Si 结构的薄膜压敏电阻器的阈值电压随着 Mg 含量的增加而增加 ,因此可以通过调节 Mg 含量实现对 Zn1 - xMg xO 薄膜压敏电阻器阈值电压的调节。 上述现象表明 ,Zn1 - x MgxO 薄膜压敏电阻器的压敏阈值电压与禁带宽度有关 ,即与 Zn1 - xMg xO 薄膜中电子的本征跃迁有关。【关键词】 　Zn1 - xMgxO ; 薄膜压敏电阻器 ; Mg 掺杂 ; 阈值电压中图分类号 : TN304. 93 ;O484. 4+2 　　　　 文献标识码 :AThreshold Tailoring of Al/ Zn1 - xMgxO/ Si ThinFilm Varistors by Controlling Mg ContentJI Zhen2guo1, ZHANG Chun2ping1,FENGDan2dan1, KE Wei2qing1,MAO Qi2nan2( 1. Institute of information electronics, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 　 310018 , China;2. State key laboratory of silicon materials, Zhejiang university, Hangzhou 　 310027 , China)【Abstract】 　Zn1 - x Mg xO thin films were deposited by sol2gel method and characterized by X2raydiffraction , X2ray energy dispersive spectrum , UV2Visible absorbance , and I2V curve test.Experimentalresults showed Zn1 - x MgxO thin films are of hexagonal wurtzite structure as undpoed ZnO thin films.Theabsorption edge of the Zn1 - xMgxO shows blue2shift , and which in turn increases the bandgap of the Zn1 - xMgxOthin films as Mg content increases. I2V test of the Varistors made of Al/ Zn1 - x Mg xO/ Si shows increasedthreshold voltage as the Mg content increases , too. Therefore , it is possible to tune the varistors threshold toa required value by controlling the Mg content. The correlation between the threshold of the varisotros and thebandgap of the Zn1 - xMgxO thin films indicates that intrinsic transition of electrons in Zn1 - xMgxO thin films isthe dominant factor for the mechanism of such thin film varistors.【 Key words】 　Zn1 - xMgxO ; thin film varistors ; Mg doping ;threshold收稿日期 :2009207207 ;修订日期 :2009209208基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (No. 60576063) 、浙江省科技计划资助项目 (2008F70015)作者简介 :季振国 ,教授 ,研究员 ,E2mail :jizg2 @zju. edu. cn , jizg @hdu. edu. cn。1 　 引 　 言压敏电阻是一种常态下电阻值为无穷大 ,超过某一阈值电压后电阻值迅速降低的非线性电子器件 ,被广泛地应用在各种电子设备的保护电路中压敏电子特性的金属氧化物很多 ,其中用得最多的是基于 ZnO 的压敏电阻器。 一般认为 ,ZnO 压敏电阻器的非线性特性主要来源于其晶界特性 ,它的压敏电压的高低与晶界组成及电流流过的晶界数目 有关[728 ]。[126 ]。 具有