RF溅射ZnO薄膜工艺与结构研究

通过RF磁控溅射在Si(100)基片上制备了ZnO薄膜,并研究了磁控溅射中各生长参数,如衬底温度、氧分压及后处理工艺等因素对ZnO薄膜微结构、表面形貌与结晶取向的影响。结果表明:溅射温度和氧分压对薄膜的微结构与择优取向有很大的影响,并对不同的溅射工艺进行了分析比较,从而确定了最佳溅射及后处理条件:RF溅射温度小于300℃,功率为50W,ψ(Ar:O2)为20:5,退火温度550~600℃,并获得了c轴择优取向的ZnO薄膜。     

c轴择优取向ZnO薄膜RF溅射工艺研究

通过射频磁控溅射在Si(100)基片上制备了ZnO薄膜,该文着重研究了磁控溅射中各生长参数如衬底温度、氧分压及后处理工艺等因素对氧化锌薄膜结晶性能、表面形貌、择优取向与微结构的影响,并对溅射工艺与取向、结构的关系进行了分析比较,从而确定了最佳溅射及后处理条件并获得了c轴择优取向的ZnO薄膜。     

退火对溅射ZnO薄膜光吸收性能的影响

利用射频磁控溅射制备了高c轴取向的ZnO薄膜,采用X-射线衍射仪、扫描电镜和紫外-可见光分光光度计研究了退火对ZnO薄膜的结构和光吸收性能的影响。结果表明,退火可以改善ZnO薄膜的质量和光吸收性能。退火后薄膜的结构、形貌和光吸收性能得到改善,薄膜中缺陷减少,晶粒长大致密化,尺寸较均匀;紫外吸收峰变窄,强度增加,吸收边变得陡峭并向长波方向移动,光学带隙降低。450℃退火的ZnO薄膜具有最佳的结晶质量和紫外吸收性能。     

基片和溅射参数对CuInSe2量子点的影响

用 Cu、In、Se三元扇形复合靶 ,采用射频磁控反应溅射技术 ,在低温 Indium Tin Oxide( ITO)透明导电基片上制备大面积均匀圆柱形 Cu In Se2 ( CIS)量子点。制备材料的化学计量比可通过三种单质的面积比率来调节。该制备方法具有成本低、操作简单、易于大型化等优点。平均量子点的大小可控制在 40到 80 nm之间 ,可通过改变溅射参数、ITO膜的晶相结构与表面形貌等因素来调节。     

用射频偏压溅射制备的具有快速紫外光响应的ZnO薄膜

用射频偏压溅射在较高氧压下沉积的六角密排结构的Ｃ轴平行于衬底的混合晶向结构的多晶ＺｎＯ薄膜，对紫外光的照射有较快的光响应．在此ＺｎＯ膜上再沉积层氮掺杂的ＺｎＯ膜，可使其光响应得以大大改善．     

氧氩流量比对RF溅射ZnO:Mg薄膜结构及光学性能的影响

利用射频(RF)磁控溅射技术,采用单质Zn靶和 MgO陶瓷靶共溅射,在O₂和Ar气的混合气氛下制备了Mg掺杂ZnO(ZnO:Mg)薄膜,并通过改变O₂和Ar的流量比O ₂/Ar,研究了 对ZnO:Mg薄膜的物相结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明,室 温下O₂/Ar在1∶1～3∶1 范围内制备的薄膜均为单相的ZnO(002)薄膜,薄膜具有三维(3D)的结核生长模式;沉积的 ZnO:Mg薄膜在 N₂氛下200℃退火处理后,O₂/Ar为3∶1制备的薄膜在380～1200nm光谱范围内具有较高的透过率,可见光区平 均透过率约为85%、最大透过率达90%;薄膜的光学带隙 Eg为3.51eV,Mg掺杂对ZnO薄膜的光学带隙具有 较为明显的调制作用;采用极值包络线法计算表明,薄膜在589.3nm 处的折射率为1.963,膜厚约285nm。     

偏压对溅射ITO膜载流子浓度和迁移率的影响

研究了基体偏压对 ITO 膜载流子浓度和迁移率影响的机理,并就载流子浓度和迁移率随偏压变化的实验结果与理论结果作了比较,两者基本吻合。获得了n_e=3.2×10~(20)cm~(-3),U_H=50cm~2V~(-1)s~(-1)的 ITO 膜。     

溅射条件对ZnO薄膜气敏特性的影响

<正> 一、前言 气体敏感元件是一种将气体的成分、浓度等非电学量转变成电学量的元件。可以用半导体、金属、磁性材料等制备。目前普遍使用的是半导体材料SnO_2和ZnO。SnO_2的熔点较低,制备工艺简单,所以已进行了大量的研究;而对ZnO的研究则较少,原因是ZnO的熔点很高,需用复杂的溅射方法制备。用ZnO制备的气敏元件不仅老化特性比     

氧含量对RF磁控溅射ZnO薄膜结构特性的影响

采用射频(RF)磁控溅射的方法,通过改变工作气氛中氩气和氧气的比例,在Si(100)衬底上沉积出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.实验发现随着O2/(Ar+O2)比的增加,薄膜的沉积速率下降.O2/(Ar+O2)比对薄膜结晶状态有明显影响,O2/(Ar+O2)比约为0.45,薄膜结晶质量较好.     

氧含量对RF磁控溅射ZnO薄膜结构特性的影响

采用射频(RF)磁控溅射的方法,通过改变工作气氛中氩气和氧气的比例,在Si(100)衬底上沉积出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.实验发现随着O2/(Ar O2)比的增加,薄膜的沉积速率下降.O2/(Ar O2)比对薄膜结晶状态有明显影响,O2/(Ar O2)比约为0.45,薄膜结晶质量较好.     

基片温度对脉冲激光沉积ZnO薄膜性质的影响

本文基于脉冲激光沉积(PLD)方法,利用光谱物理GCR-170型脉冲激光器Nd:YAG的三次谐波,实验上完成了在Al2O3(0001)基片上生长了ZnO薄膜.利用原子力显微镜(AFM)、光致发光(PL)谱和光学透射谱对不同基片温度下沉积的ZnO薄膜的表面形貌和光学特性进行研究.结果表明,沉积时的基片温度对ZnO薄膜的结构和特性有显著影响.在基片温度为500℃时沉积的ZnO薄膜结构致密均匀,并表现出很强的紫外发射.通过紫外一可见透射光谱的测量,讨论了沉积时的基片温度对ZnO薄膜光学透射率的影响.     

基片温度对金刚石上沉积ZnO薄膜特性的影响

采用磁控溅射在自持CVD金刚石厚膜的成核面上制备了ZnO薄膜,并实验研究了其生长特性和发光特性随温度的变化情况.利用X射线衍射(XRD)仪,光致发光(PL)谱,电子探针(EPMA)和霍尔测量系统对样品进行了检测.SEM结果表明,基片温度为600℃时ZnO薄膜表面粗糙度最低.而PL谱表明基片温度为750℃时ZnO薄膜具有最优的光学性能,此时由EPMA测得的薄膜中Zn/O成分比接近ZnO的化学计量比.霍尔测量表明,样品均呈现出高阻状态,满足声表面波滤波器的制备条件.     

溅射压强对Sc掺杂ZnO薄膜绒面结构的影响

采用射频磁控溅射方法,分别在0.5Pa,1.0Pa,1.5Pa以及2.0Pa的溅射压强下制备出了Sc:ZnO(SZO)薄膜,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计等设备对样品的晶体结构、表面形貌及光学性质进行了表征。结果表明,当溅射压强为1.5Pa时,SZO薄膜沿平行于衬底的(100)方向择优生长,形成了织构化的表面形貌,陷光效果增强,可见光透过率达到87%,同时其光散射能力也有了显著提高。     

溅射功率对AlN/ZnO薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法以ZnO为缓冲层在Si衬底上制备了AlN/ZnO薄膜。利用台阶仪、X线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)对不同溅射功率下制备的AlN/ZnO薄膜的厚度、结构及表面形貌进行测试表征。结果表明,不同溅射功率下生长的AlN薄膜都沿(002)择优生长,且随着功率的增大,薄膜的沉积速率增加,晶粒长大,AlN薄膜的(002)取向性变好。同时还利用扫描电子显微镜(SEM)对在优化工艺下制得AlN/ZnO薄膜断面的形貌进行表征,结果显示AlN薄膜呈柱状生长。     

间歇溅射和分段冷却对ZnO薄膜结构的影响

用超高真空射频磁控溅射技术制备了高c轴取向的ZnO薄膜,并用XRD和SEM研究了溅射和冷却方式对ZnO薄膜结构性能和工艺性能的影响。结果表明:与连续溅射相比,间歇溅射可以降低ZnO(002)的晶面间距,晶粒长大致密化,随着间歇时间的延长,薄膜的自优化程度增加;与连续冷却相比,分段冷却对ZnO薄膜的质量影响不大,但可将薄膜的冷却时间,从2.5~3 h缩短至1.5 h左右,从而提高了薄膜的制备速率。     

溅射压强对柔性PET衬底ZnO薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌(ZnO:Ti,TZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射(XRD)研究了薄膜的结构,用扫描电镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌,用四探针和紫外-可见分光光度计等仪器对薄膜的特性进行测试分析,研究了溅射压强对ZnO:Ti薄膜表面结构、形貌、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,溅射压强对PET衬底上的TZO薄膜的性能有显著的影响,实验制备的ZnO:Ti薄膜为具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;当溅射压强从2Pa增加到4Pa时,薄膜的电阻率由10.87×10-4Ω.cm快速减小到4.72×10-4Ω.cm,随着溅射压强由4Pa继续增大到6Pa,薄膜的电阻率变化平缓,溅射压强为5Pa时薄膜的电阻率最小,为4.21×10-4Ω.cm;经计算得到6Pa时样品薄膜应力最小,为0.785 839GPa;所有样品都具有高于91%的可见光区平均透过率。     

溅射气压对Si／Ge多层膜结构光学常数的影响

采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪，测量了用磁控溅射法制备的Si/Ge异质多层膜结构的光学常数，测量能量范围为1．5－4．5eV，分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的Si/Ge异质多层膜结构的光学常数的影响，实验结果表明，在低能区域，随压强的增加，多层膜结构的所有光学常数均有不同程度的增加，但在高能区域，溅射气压对光学常数的影响不再明显，多层膜结构的复介电常数的实部和虚部及折射率n的峰位随压强增大而向低能方向位移，多层膜结构的消光系数k的峰位随压强的变化很小，但其峰值随压强的增加而增加。     

RF溅射碳化硅薄膜的结构研究

本文作者用RF溅射法获得碳化硅薄膜,利用AES、XPS、TEM和UPS等现代分析仪器研究了碳化硅薄膜的结构.溅射薄膜中Si∶C=1∶1.主要化学键形式为Si-C共价键,原子排布状态为非晶态,并且在短程结构中存在大量畸变与缺陷,薄膜为不理想非晶结构,带尾较长.     

退火处理对纳米ZnO膜结构及气敏特性的影响

用X射线衍射和透射电镜表征了直接沉淀法制得的纳米ZnO粉体的晶型、晶格常数、粒径及形貌等。研究了退火对纳米ZnO粉体制成的膜气敏性质和微结构的影响。结果表明低温退火可以改善ZnO膜的微结构和气敏效应的稳定性。