低温磁控溅射zao薄膜工艺及性能研究

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1、哈尔滨T程大学硕十学何论文摘要氧化锌(ZnO)是一种具有六方纤锌矿晶体结构的宽禁带II．VI族半导体材料。Al掺杂的ZnO称为ZAO。ZAO薄膜具有优良的光电特性，原材料来源丰富，成本低廉，无毒，化学稳定性和热稳定性好等优点。因此，ZAO薄膜的制各近年来成为光电特性薄膜的研究重点。本文通过低温直流反应磁控溅射法，在80。C的玻璃基片上制备了ZAO薄膜并对其进行真空退火处理，用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、分光光度计、四探针测试仪等分析检测方法，对薄膜进行测试分析，探索了低温磁控溅射ZA0

2、薄膜制备工艺。实验结果表明，经过原位沉积和退火处理的试样均有明显的C轴择优取向和良好的光电特性。薄膜制备工艺和真空退火工艺的最佳参数为：靶基距6cm，溅射时间30min，氧气分压12％，溅射功率60W；退火温度500℃，退火时间1．5小时。用最佳工艺参数制备的ZAO薄膜，在380nm波长附近处的最高透过率为90％，最低电阻率为2．52x100Q·cm；经过最佳真空退火工艺处理的ZAO薄膜，在380nm波长附近处的最高透过率为92％，最低电阻率为5．63×10。4Q．cm。关键词tZAO薄膜，低温，磁控溅射，

3、真空退火哈尔滨T程大学硕士学何论文AbstractZnOisaII·-VIsemiconductormaterialwithwidedirectband·-gapandhasahexagonalwurtzitestructure．ZAOisamaterialofA1一dopedZnO．ZAOfilmshavemanyadvantagesofexcellentelectricalandopticalproperties，cheapandabundantrawmatedals；ttontoxicity,high

4、thermal'chemieasandthermaltabilitystability．Therefore，thepreparationofZAOfilmsbecomethefocusinthefieldwhichintheelectricalandopticalfilmsstudiesinrecentyears．Inthispaper,ZAOfilmswerepreparatedat80"0lowtemperatureandvacuumannealingtheas—depositedfilms。X-ray

5、diffraction(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)，four—pointprobeandotherequipmentsforcharacterizeandanalysisofthefilms．ThepurposeoftheexperimentistoexploreZAOfilms’preparationtechnologybydirectcurrent(DC)magnetronsputteringreactivemagnetronsputteringmethod

6、，Theexperimentalresultindicatedthat，forpreparinghighlyorientedalongc-axis，electricalandopticalpropertiesZAOfilms．Theoptimizedgrowingandvacuumannealingparametersare：Thetarget—substrate(TSD)is6cm，thedepositiontimeis30min，02flowrateis12％，sputteringpoweris60彤v

7、acuumannealingtemperatureis500。C，vacuumannealingtimeis1．5hours．Attheoptimizedgrowingparameters：ZAOfilms’optimaltransmissivityreaches90％at380nmwavelengthandthelowestelectricalresistivityis2．52x10。3Q·cm；attheoptimizedvacuumannealingparameters：ZAOfilms’optima

8、ltransmissivityreaches92％at380nmwavelengthandthelowestelectricalresistivityis5．63x10‘3Q·cm．哈尔滨T程人学硕十学位论文Keywords：ZAOfilms，lowtemperature，magnetronsputtering，vacuumannealing哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师