收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

射频磁控溅射ZnO:Al薄膜及其特性研究

刘著光  
【摘要】: ZnO:Al(AZO)薄膜因其低电阻率与高可见光区透射率有望替代ITO,成为主要的透明导电氧化物(TCO)材料。相对于ITO材料,AZO薄膜原材料丰富,价格低廉且无污染,是理想的透明导电氧化物材料。目前用以制备AZO薄膜的方法有多种,其中磁控溅射技术因其高的沉积速率与均匀性被认为是重要的制备AZO薄膜的技术之一。 本论文利用射频磁控溅射技术,以ZnO:Al_2O_3(2 wt%Al_2O_3)为靶材在石英玻璃衬底上制备多晶AZO薄膜。为了与半导体制造领域的剥离工艺相兼容,所有样品均在室温下沉积。同时应用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫面电子显微镜(SEM)、俄歇电子能谱仪(AES)、X射线光电子能谱仪(XPS)、霍尔效应测试系统以及紫外-可见分光光度计等测试手段,研究了不同射频功率、Ar气压强、薄膜厚度以及退火温度对薄膜结构特性、组分特征、电学性能与光学性能的影响 研究表明,AZO薄膜为六角纤维锌矿结构,呈c轴择优取向,由于薄膜在室温下沉积,薄膜结构疏松多孔。对薄膜的组分分析表明薄膜为富氧态,而薄膜偏离化学剂量比的原因为疏松的结构引起的晶粒边界上O原子的吸附。通过对溅射工艺的优化在250W射频功率与1.2Pa Ar气压强下得到最低电阻率为1.83×10~(-3)Ω·cm可见光区透射率80%以上的AZO薄膜。 研究发现,对于室温下制备的AZO薄膜,制约其电学性能提高的主要因素为晶粒边界上的O原子吸附,因为它既降低了薄膜的载流子浓度又限制了载流子在晶粒间的迁移。同时当样品在N_2中500℃~800℃退火1分钟时,这种O原子的吸附将使薄膜中的Al原子被氧化从而破坏其作为施主杂质的活性,并最终导致薄膜导电性能失效。另外,随着薄膜厚度的增加薄膜的c轴逐渐发生倾斜,这是由于锥状的(002)晶面受到溅射时产生的高能O原子的轰击造成的。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高立;张建民;;射频磁控溅射和电子束蒸发制备ZnO薄膜特性的比较[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2009年03期
2 冯先进;马瑾;葛松华;计峰;王永利;杨帆;马洪磊;;蓝宝石衬底SnO_2:Sb薄膜的制备及结构和光致发光性质[J];物理学报;2007年08期
3 郭庆林;崔永亮;陈剑辉;张金平;怀素芳;刘保亭;陈金忠;;磁控溅射沉积薄膜实验参数优化光谱诊断[J];光谱学与光谱分析;2010年12期
4 赵梦遥;李明标;;溅射气压对射频磁控溅射制备ZnO薄膜结构的影响[J];渤海大学学报(自然科学版);2011年01期
5 王玉新;郑亚茹;冯克成;;硼碳氮薄膜的制备及其光透过性质研究[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);2007年03期
6 唐振方;赵健;卫红;张正法;;射频磁控溅射工艺制备二氧化钒薄膜[J];人工晶体学报;2008年01期
7 王玉新;郑亚茹;王晓玉;王晓雪;董李娜;宋哲;;氮气分压比对硼碳氮薄膜的组分及光学带隙的影响[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);2011年01期
8 李元;张永明;;Nb超导薄膜的射频磁控溅射和阳极化的研究[J];南京大学学报(自然科学版);1987年04期
9 李驰麟;刘文元;傅正文;;基于LiCo_(0.8)M_(0.2)O_2(M=Ni,Zr)薄膜的全固态薄膜锂电池(英文)[J];化学物理学报(英文版);2006年06期
10 孔金丞;李志;孔令德;赵俊;于晓辉;王善力;姬荣斌;;非晶态锑化铟薄膜的射频磁控溅射生长及其结构和光学特性研究[J];红外技术;2008年06期
11 张吉英;蒋大勇;鞠振刚;申德振;姚斌;范希武;;用于日盲波段的MgZnO薄膜材料和紫外探测器[J];中国光学与应用光学;2008年Z1期
12 陈足红;姚斌;郑昌佶;杨通;赵婷婷;单崇新;张振中;李炳辉;张吉英;申德振;;铟磷共掺杂p型氧化锌薄膜形成机理和性质(英文)[J];发光学报;2009年01期
13 李雪婧;那延祥;冯克成;;VO_2薄膜的制备及其喇曼光谱研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年01期
14 陈浩;李金泽;厉以宇;苏晓东;;射频磁控反应溅射制备TiO_2薄膜[J];苏州大学学报(自然科学版);2010年02期
15 王健;白亦真;张东;潘丽;柳浩;管昌雨;吴占玲;赵纪军;;用不同靶材制备B-C-N薄膜及其红外表征[J];吉林大学学报(理学版);2010年06期
16 孔春阳;王楠;朱仁江;秦国平;戴特力;南貌;阮海波;;P型ZnO薄膜的制备及特性研究[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2007年02期
17 刘思鹏;亢原彬;王晖;李德军;邓湘云;;调制周期对TiB_2/TiAlN纳米多层膜机械性能的影响[J];真空科学与技术学报;2008年S1期
18 王玉新;郑亚茹;宋哲;冯克成;赵永年;;FTIR法研究BCN薄膜的内应力[J];光谱学与光谱分析;2008年07期
19 李哲奎,李俊杰,金曾孙,吕宪义,白晓明,郑冰,田宏伟,于狭升;在不同退火温度下射频磁控溅射CN_x膜的电子场发射性质[J];吉林大学学报(理学版);2005年02期
20 朱慧群;丁瑞钦;王忆;吴桐庆;;分层沉积GaAs/SiO_2纳米薄膜的结构和吸收光谱[J];人工晶体学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汲明亮;李凤岩;何青;李伟;孙云;刘唯一;徐传明;周志强;;射频溅射氧化锌薄膜晶体结构和电学性质[A];中国真空学会第六届全国会员大会暨学术会议论文集[C];2004年
2 董利民;田杰谟;张宝清;;碳陶瓷复合材料热学和电学性能研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
3 童俊军;刘秋香;蒋艳萍;唐新桂;;气氛对射频磁控溅射NiFe_2O_4薄膜性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
4 陈娜;曹江利;乔利杰;;高温氢致氧化铝电学性能改性的研究[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年
5 赵东宇;赵冬梅;吴捷;雷清泉;;碳纳米管/聚乙烯复合材料的研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
6 冯保林;薛昊;熊兆贤;;掺杂Y~(3+)对BiFeO_3陶瓷电学性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
7 曾尤;英哲;成会明;;碳纳米管/聚甲醛复合材料的制备及其正温度系数效应[A];第20届炭—石墨材料学术会论文集[C];2006年
8 刘壮;林晶;孙智慧;高德;;缠绕式射频磁控溅射聚酯(PET)表面沉积氧化硅(SiO_x)薄膜的研究[A];中国真空学会2008学术年会论文集[C];2008年
9 金敏;徐家跃;何庆波;房永征;;砷化镓单晶的改进型坩埚下降法生长研究[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
10 井源源;刘艳辉;孟亮;;多晶FeS_2薄膜电学性能的研究与进展[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨伟锋;铝掺杂氧化锌透明薄膜之制备及其在氮化镓基发光二极管之应用[D];厦门大学;2008年
2 修显武;掺钼氧化锌透明导电薄膜的制备与特性研究[D];山东大学;2006年
3 王玉新;硼碳氮薄膜的制备及其光透过性质研究[D];长春理工大学;2005年
4 刘立华;硼碳氮薄膜的制备及性质研究[D];吉林大学;2006年
5 贾传磊;离子注入法与射频溅射法制备光波导的研究[D];山东大学;2006年
6 冯先进;高质量SnO_2薄膜的制备及特性研究[D];山东大学;2008年
7 何波;新型硅基SINP异质面蓝紫光电池及SIS异质结光电器件的研究[D];上海大学;2010年
8 樊攀峰;RF磁控溅射及LSMCD法制备铁电薄膜的研究[D];天津大学;2005年
9 吴跃波;磁控溅射制备ZnO及其掺Al薄膜与MSM紫外光电探测器的研制[D];厦门大学;2008年
10 张浴晖;射频磁控溅射法制备FC/ZnO有机—无机杂化材料及其结构与性能研究[D];东华大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘著光;射频磁控溅射ZnO:Al薄膜及其特性研究[D];厦门大学;2008年
2 宋永刚;阳极键合高压(脉冲)电源设计及键合工艺特性分析[D];太原理工大学;2007年
3 陈欣;脉冲激光沉积法制备ZnO:Al透明导电薄膜的研究[D];武汉大学;2005年
4 陈显峰;射频磁控溅射HfO_2薄膜的电学特性及室温弱铁磁性研究[D];西南大学;2011年
5 董志华;硅基SiC中间层辅助法合成GaN薄膜和纳米线的研究[D];山东师范大学;2005年
6 林方婷;纳米Fe基软磁合金的制备及微结构研究[D];华东师范大学;2005年
7 祁俊路;射频反应磁控溅射法制备Al_2O_3薄膜结构与性能的研究[D];合肥工业大学;2006年
8 高海永;ZnO薄膜的制备及氨化Ga_2O_3/ZnO薄膜合成一维GaN纳米结构的研究[D];山东师范大学;2005年
9 梁鸿秋;PLZT薄膜电学和光学性能及电光器件原理研究[D];电子科技大学;2007年
10 唐鹏举;纳米硅薄膜太阳电池本征层的制备及性能研究[D];华中科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;完美实现信号通路间的自由切换[N];通信产业报;2008年
2 ;Agere产品挑战Motorola[N];计算机世界;2003年
3 ;大幅加速流程的无线测试新方案盘点(1)[N];电子报;2008年
4 记者  李映 诸玲珍;向低端渗透 测试巨头本地化升级[N];中国电子报;2006年
5 ;802.11n:为新应用优化产品[N];网络世界;2008年
6 李忠亮通讯员 沈政;安徽移动优化江河沿线网络[N];人民邮电;2007年
7 计文;电磁场与大众健康[N];中国电子报;2004年
8 李少林;飞思卡尔“起飞”[N];中国电子报;2004年
9 曹兆进;手机对健康有否影响尚无定论[N];健康报;2002年
10 姜辉译;手机辐射与健康[N];计算机世界;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978