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ZnO作为一种宽禁带半导体材料,在紫外光探测器、蓝紫波段LEDs和LDs等领域,有着广阔的应用前景和巨大的市场潜力。ZnO要实现在光电领域的广泛应用,首先必须获得性能良好的n型和p型ZnO材料,并实现透明的ZnO同质p-n结。高质量的n型ZnO很容易实现,但是ZnO的p型掺杂由于其固有的极性却非常困难,这主要是因为ZnO中本征缺陷具有强烈的自补偿,受主元素在ZnO中多为深能级并且固溶度较低。因此,如何获得高质量的p型ZnO薄膜成了使ZnO材料和GaN材料一样获得成功应用的一个关键问题。 对于ZnO的受主掺杂剂,人们研究最多的是V族元素,如:N、P、As等,它们代替O作为受主存在,同时取得了一些进展。但是,从离化能的角度考虑,I族元素要优于V族元素,并且I族元素代替Zn作为受主,有着较浅的受主能级。另外,在I族元素中,Li原子置换Zn原子形成的受主,在杂质原子周围基本不会形成明显的晶格形变,所以从理论上讲,I族元素尤其是Li元素作为制备p型ZnO材料的候选元素也被寄予厚望。最近,以I族元素作为掺杂元素的ZnO薄膜掺杂获得很大进展,为p型ZnO材料的制备提供了新的方向。 脉冲激光沉积（PLD）方法是近年来发展起来的一种新型真空物理沉积工艺,由于采用光学系统、非接触加热,从而避免了不必要的沾污。PLD中还可通入较高的氧分压,因此非常适宜p型ZnO薄膜的生长和p-n结的制作。 本论文在系统阐述了ZnO的性能与各种制备技术及其应用、缺陷与掺杂的基础上,对ZnO的p型掺杂进行了研究,通过多种测试手段和理论分析,取得了一些阶段性成果: 1.利用PLD方法制备出Li掺杂p型ZnO薄膜,实现了ZnO薄膜的p型转变,薄膜具有较好的c轴择优取向和可见光区85%以上的透射率。 2.具体研究了衬底温度对ZnO薄膜p型掺杂的影响。在400℃～550℃温度范围内薄膜实现了p型掺杂,在450℃衬底温度下获得了最佳的电学性能,最低电阻率34Ω·cm,此时迁移率为0.134 cm2V-1s-1,载流子浓度为1.37x1018 cm-3。 3.研究了在450℃温度时,氧压对ZnO薄膜p型掺杂的影响。当氧压为30Pa到60Pa时,获得了p型的ZnO薄膜,并且在生长氧压为30Pa时获得了薄膜最