磁控溅射法制备zno薄膜

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1、摘要们为忧祭带lI—VI族化合物半导体，znO薄膜材料的研究受到』’泛的重视。本沦文采用刺频磁控溅射法在载玻片玻璃基片上制备了Li：znO薄膜，研究了磁控溅射功率、基片温度、热处理温度、过渡层种类及厚度等工艺参数对znO薄膜结构及性能的影响，运用xRD、AFM、sEM、EDs、PL、光学透过率等测试手段列样品进行了分析，结果&⋯：往尢越片加热的情况下，高溅射功率(550w)制各的薄膜呈现较好的(iu())择优取向性，其定向指数达到O．752，而在较低的功率(200～380w)F溅射薄膜为(】01)取向，定向指数达O．799：在基片加热至250℃，溅射功率200w时

2、，制备的znO薄膜则太现为(002)择优取向性，定向指数为0742。对三种择优取向薄膜的·1^格常数的测试绌粜表l_J，(002)取向的晶胞较小，而(101)取向的薄膜晶胞最人，这i：要足测为薄膜的择优生长方向主要取决于生长过程中原子的堆积方式的不同，从而导致材料中的各种缺陷的变化。(100)耿向薄膜的PL谱以Li的杂质能级峰(399nm)为ji，(002)取⋯门薄膜以zn．缺陷的能级峰(420nm)为主，而(1叭)取向薄膜主要为，特边技剔(38411】n)。薄膜的表l酊形貌表明，(100)取向的薄膜。j其它耿向薄膜相比酣粒史：lJ

3、J钏格。Li的掺杂会使znO薄

4、膜的光学禁带宽度变小，(1叭)取向薄膜的光学鬃带镱度最大，这是由于进入品格的“含量相对较少：热处理温度升高，I。i进入晶格的JL率增大，溥Jjj{的禁带宽度有随之变小的趋势。本实验还采用soI_gel法在玻璃基片上制备Li或Mg掺杂的znO过渡层．冉存其l磁控溅射ZnO薄膜。结果表明，在Mg：ZnO、Li／M2：ZnO过渡层上沉积的zn0薄腆(002)定向性要明显优于在“：znO过渡层上沉积的薄膜，且(002)定向性随过渡层加厚m提商。采用Mz：znO过渡层(2层)、在优化的溅射功率下(380w)并进行适“j关詹；矾znO薄膜，定向性，znO过渡层，磁控溅射法，P

5、L谱VABSTRACTAsawideballd—gap(337eV)II一Ⅵsemiconductor．ZnOmaterial】1asbeeI】me吲VcIysnIdIedn1fhispapett11eLi—dopedZ110(Li：Z【10)thill行lnlshaVebee门deposjcedonIillleglassbyRFnlagnetronsputteringmethodTheef凳ctsofsputte“ngpower．substratelemperature，annealingconditionandbufferlayersonthestrucnlr

6、alandopticalcharacteristicsoI’s()一depositedZnOnlmshavebeeninvestigatedbyusingXRD．AFM、SEM，EDSandphocolllmillescellt(PL)measurements．TheresultsshowthattheZnOthin行lmsdepositedatrooll卜tcnlperature(RT)andat10wsputteringpowerarepreferentiallyo“cntedalong(IO1)w认htheorientationdegree(OD)uptoO

7、．799，whiledepositedatextremelyhjghpower(550W)，thc剐msexhjbiI(1OO)orientationwiththeODofO．752．HoweVer，whcnt11csLlbstrateheatedto250℃，thenlmsdepositedat200Wpreferablygrowalong(002)w胁山cODorO742TheXRD陀sultsindicatethattheZnOunitcellwithf0021orientationissmallclthanthatwith(100)and(101)orie

8、ntationThechangeoftheunitparametersisprobablyduetothcdjl==

9、证rcnccoftheamountofvariousdef色ctsinthreekindsoffilmsThePLsDeclraals()proVethatnea卜band—edge(NBE)emission(384nm)，Li-dopant—relatedemission(399nm)and7】]r1_elatedemissionpeak(420nm)isdominantin(101)．(100)and(002)一o“entatjonZnO6lm

10、s．res