磁控溅射法制备zno薄膜在不同衬底上的特性

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1、磁控溅射法制备ZnO薄膜在不同衬底上的特性摘要在这项研究中，我们研究在不同O2/Ar反应气体比例下含氧衬底和无氧沉积衬底上的ZnO而结晶度是从沉积在玻璃上的氧化锌上观察到的。所有的薄膜中发现有压应力，这是由环境中的氧气退火松了一口气。当在O2/Ar比为0.25氧化锌薄膜沉积在玻璃显示p型导电，而对那些取得了氮化硅p型导电4时，在O2/Ar比准备。此外，较浅氧填隙似乎是从薄膜找到更好的结晶。在对Zn2p3/2的结合能最大的转变是观察到氧化锌编写的玻璃在O2/Ar比为0.25，而这是由氧化锌的O1s得到氮化硅沉积在O2/Ar对

2、4的比例。一个模型，提出了氧的扩散和氢脱附条件来解释观察到的特性基板和O2/Ar比值的变化而定.1．简介氧化锌（ZnO）被称为是一宽能隙（3.37eV）的一个大激子束缚能（60毫电子伏特）的半导体。它拥有众多的应用领域，诸如光电子学和信息显示无论是透明的电极或氧化物半导体。特别是，ZnO薄膜作为对最近与一个玻璃或塑料基板在低温下良好的效率薄膜晶体管制造新型材料出现[3-5]，这是透明的软性电子的重要，例如，下一代信息显示屏。对尚未为与优质可靠的设备的开发解决的根本问题之一是在确保为更容易在反兴奋剂设备制造高电阻和稳定的掺杂

3、p型ZnO薄膜的困难。p型ZnO薄膜的制备仍然是一个挑战，由于受主掺杂，深受体水平低的溶解度，以及自我受体掺杂补偿的内在捐助者[6,7]许多研究组[8-12]先前研究未掺杂ZnO的制备采用磁控溅射，脉冲激光沉积，化学气相沉积法在不同反应气体之间的比率，即Ar和O2的电影。p型ZnO的形成进行了观察到的薄膜在O2丰富的条件下存放。然而不幸的是，基片的温度不低的制造工艺，这是如宽领域的信息透明的电子显示器或兼容的应用所必需的。ITO导电性能的其中一项或通常使用的电介质制备氧化锌ZnO薄膜的特点，必须认真利用这些应用领域充分发挥

4、其潜力.在这项研究中，我们研究氧化锌的性质在最近的显示技术使用的各种衬底。我们目前的玻璃，氮化硅的影响，对掺杂氧化锌和ITO使用无线电频率（RF）磁控溅射薄膜基板。我们还讨论了观测特性的微观机制.2．实验氧化锌薄膜采用了99.99％的氧气都含有基板，即玻璃和ITO玻璃上沉积的纯氧化锌光盘，没有氧气含量衬底的射频磁控溅射系统的准备，即在玻璃上沉积氮化硅利用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。混合物99.999％的纯氩气和氧气的气体被用来作为反应气。氩气和氧气的流量为独立调整，由16至64sccm的。溅射射频功率为240瓦

5、，并在20毫托溅射压力。持续了33分钟溅射在衬底温度为2508C条。典型的薄膜场发射扫描电子显微镜（FESEM）排放厚度估计在100-120nm范围内的。氧化锌薄膜，随后在30％双氧水浸泡在308C条，以提高'已备妥薄膜性能稳定1分钟。最后对样品进行了退火5208C条在不断的氧气流量为607.5升/分分.化学，结构，以及薄膜的光学性质通过X射线光电子能谱（XPS）与单色嘉能源基地，X射线衍射仪（XRD）和一铜Ka1辐射光源（λ=0.15406nm）的和光致发光（PL）的测量在室温下使用作为激发源，他镉325纳米的激光，分别

6、.载流子浓度，流动性和样品的电导率测量中使用范德堡配置的霍尔效应测量系统。欧姆接触，形成了由50纳米厚的钛溅射和50nm厚的金，在氮气合金化4508C条3分钟后。3．结果与讨论霍尔测量，在室温下进行，结果如表1所示。可以看出，在O2/Ar0.25比对玻璃形成的薄膜，发现为P-4，而在O2/Ar比那些准备在玻璃上被认为是n型的类型。准备在O2/Ar4比对氮化硅另一方面，样品，发现P型导电性。获得一致的结果纷反复测量。另一方面，不一致的结果是从氧化锌沉积在玻璃上获得中级O2/Ar比，即1.5和2.0，这是未在表1所示。换句话说

7、，霍耳系数（哈耳系数）变化反复取决于磁场方向。也是同样的道理就在O2/Ar氮化硅准备比率为0.25的样品，并表示我们对这些案件导电类型为（+）。这些结果是矛盾的一些以往的研究报道[9,12]，其中观察O2/Ar比值小于团结更大，分别为p型和n型ZnO形成。表1在室温为一本研究中制备的样品系列温度霍尔测量结果。（+）表示该导电类型是不确定的。样本迁移率(cm2/Vs)浓度(#/cm3)电阻率(Vcm)导电型在玻璃上沉积在0.25O2/Ar1.823.1_10*141.9_10*2p在玻璃上沉积在4O2/Ar26.362.0_

8、10*151.2_10*2n在氮化硅上沉积在0.25O2/Ar---(+,_)在氮化硅上沉积在4O2/Ar78.299.1_10*1488p图。1。PL谱从各种基材准备在两个不同的氧气/氩气比氧化锌薄膜：（一）O2/Ar=0.25（氧气缺乏的条件）和（b）O2/Ar=4（氧气丰富的条件）。图1列出了房间