半导体(ZnO)薄膜射频磁控溅镀工艺控制参数研究.pdf

《半导体(ZnO)薄膜射频磁控溅镀工艺控制参数研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、杨雪君:半导体(ZnO)薄膜射频磁控溅镀工艺控制参数研究《激光杂志》2017年第38卷第4期LASEＲJOUＲNAL(Vol.38，No.4，2017)53半导体(ZnO)薄膜射频磁控溅镀工艺控制参数研究杨雪君(黄冈职业技术学院，湖北黄冈438002)摘要:氧化锌(ZnO)是一种用途广泛用途的新型半导体材料，具有优良的电学和光学特性，是制备半导体发光器和半导体激光器的理想材料。其制备方法有很多，射频磁控溅镀法因膜层结构均匀、致密、性能良好而被广泛应用。本文研究了溅镀压力、氧气浓度、溅镀功率和基板温度对溅镀工艺的影响，得出了最

2、佳控制参数，对溅镀工艺的提高，氧化锌(ZnO)薄膜电气性能的提升具有积极意义。关键词:半导体(ZnO)薄膜;射频磁控溅镀;控制参数中图分类号:TN209文献标识码:ADOI编码:10.14016/j．cnki．jgzz.2017.04.053Studyoncontrolparametersofsemiconductor(ZnO)thinfilmsbyＲFmagnetronsputteringYANGXue－jun(HuanggangPolytechnicCollege，HuanggangHubei438002，China)A

3、bstract:ZnOisanewtypeofsemiconductormaterial，whichiswidelyusedinmanyfields．Ithasexcellentelec-tricalandopticalproperties．Itisanidealmaterialforsemiconductorlight－emittingdiodeandsemiconductorlaser．Therearemanymethodsforitspreparation，ＲFmagnetronsputteringmethodisco

4、mpact，uniformfilmstructure，goodperformanceandiswidelyused．Thispaperstudiesthesputteringpressure，oxygenconcentration，sputteringpowerandsubstratetemperatureontheeffectofsputteringprocess，andgettheoptimalcontrolparametersZnOhasapositivemeaningtoenhancetheelectricalpro

5、pertiesofthinfilms．Keywords:semiconductor(ZnO)thinfilms;ＲFmagnetronsputtering;controlparameters目前氧化锌薄膜的制备工艺主要有分子束外延为数个到数十个毫托的真空腔室内施加一高电压于法(MBE)、化学气相沉积法(CVD)、金属有机化学气两极间，会产生自持式放电，以进行靶材溅射。图1相沉积法(MOCVD)和等离子体增强化学气相沉积法为射频磁控溅镀系统图。(PECVD)以及射频磁控溅镀法(ＲFMS)等。其中射频磁控溅镀法制作ZnO薄膜，膜

6、层结构均匀、致密、性能良好，薄膜与基材附着牢固，在导电、抗静电、防辐射、电磁屏蔽等方面的应用具有显著的优势。溅镀压力、氧气浓度、溅镀功率和基板温度影响着溅镀质量，本研究通过实验对上述参数进行研究，以找到最佳控制参数，提高溅镀质量。1射频磁控溅镀研究图1射频磁控溅镀系统图为了加强系统溅镀率，并减低高能电子撞击靶材溅射(sputtering)是由高能量粒子撞击靶材表面，后造成基板区域温度上升，发展出磁控溅镀法。即在靶材表面的原子与高能量粒子碰撞，造成表面原子及阴极靶面加装一个封闭环状磁场，磁力线方向则由靶高能粒子弹性或非弹性碰撞

7、，原子或分子由靶材表面面外环区，穿出靶面，进入靶面中心区域，带电粒子与飞溅出来的物理现象。磁场作用可用劳伦斯方程式说明:射频溅镀法基本原理是由低压气体间施以高电dvF=m=q(E+V×B)(1)压，使气体产生辉光放(glowdischarge)现象。在气压dtF:带电粒子受力B:磁场强度V:粒子速度收稿日期:2017－02－01施加磁场后，将使电子由阴极进入阳极的途径，基金项目:科技项目(2015C2022120)由直线改为环绕磁力线旋转，这样可以延长路径增加作者简介:杨雪君(1972－)，女，湖北襄樊人，讲师。E－mail

8、:myapple-helen@hotmail．com电子与气体粒子间碰撞机率，同时避免电子加速过http∶//www．laserjournal．cn杨雪君:半导体(ZnO)薄膜射频磁控溅镀工艺控制参数研究54《激光杂志》2017年第38卷第4期LASEＲJOUＲNAL(Vol.38，No.