摻雜ZnO薄膜及其緩沖層的制備和性能研究.pdf

1、ZnO是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的光電學(xué)性能，在紫外探測器、透明導(dǎo)電極、太陽能電池、液晶顯示器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。但純的ZnO薄膜幾乎不導(dǎo)電，通常通過摻雜提高ZnO薄膜的性能，以滿足制備不同器件的要求。
　　本文采用Al、Zn雙靶反應(yīng)磁控共濺射法在玻璃及單晶硅(100)襯底上制備了ZAO薄膜，利用XRD、XPS、AFM、SEM、PL譜、UV-VIS、四探針測試儀及劃痕儀等對薄膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征，詳細(xì)分析了工作氣壓、

2、退火溫度、氧氬比及濺射功率對ZAO薄膜結(jié)構(gòu)和光電學(xué)性能的影響。此外，為了解決ZAO薄膜與單晶硅(100)襯底間晶格失配大，薄膜質(zhì)量差的問題，在ZAO薄膜與單晶硅(100)襯底間引入了SiC緩沖層。研究了SiC緩沖層薄膜的制備及其對單晶硅(100)基ZAO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。文章的主要內(nèi)容如下：
　　第一章主要介紹了ZnO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、特性、應(yīng)用、制備方法及本文研究的目的和內(nèi)容。
　　第二章主要介紹了薄膜的生長過程、磁控濺

3、射的原理、實驗所用的儀器及材料、薄膜的制備過程及表征方法。
　　第三章研究了工作氣壓、氧氬比、退火溫度等濺射工藝參數(shù)對玻璃基ZAO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。采用XRD、AFM、SEM、UV-VIS、PL和四探針測試儀對薄膜的結(jié)構(gòu)、成分、表面形貌、光學(xué)和電學(xué)性能進(jìn)行了表征，獲得了制備薄膜的最佳工藝參數(shù)。
　　第四章主要研究了Al靶濺射功率對單晶硅(100)基ZAO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，通過XPS分析計算得到當(dāng)Al摻雜量為1.17%