c轴择优取向ZnO薄膜RF溅射工艺研究

通过射频磁控溅射在Si(100)基片上制备了ZnO薄膜,该文着重研究了磁控溅射中各生长参数如衬底温度、氧分压及后处理工艺等因素对氧化锌薄膜结晶性能、表面形貌、择优取向与微结构的影响,并对溅射工艺与取向、结构的关系进行了分析比较,从而确定了最佳溅射及后处理条件并获得了c轴择优取向的ZnO薄膜。     

不同择优取向的ZnO薄膜的制备

采用射频磁控溅射法在载玻片上制备了不同择优取向的ZnO薄膜。结果表明,溅射功率在100~380 W范围内制备的ZnO薄膜呈(101)择优取向性,当功率上升至550 W时,薄膜则为(100)取向;基片温度升高有利于(002)面的生长,当基片温度为250℃时,在溅射功率为200 W时即可制得(002)面择优取向的薄膜。热处理温度的提高有助于(100)和(101)面的择优取向,而对(002)面的取向不利。同时,该文对ZnO薄膜不同择优取向生长的机制进行了探讨。     

RF磁控溅射法原位制备C轴择优取向ZnO薄膜

采用RF磁控溅射法在玻璃衬底上原位低温生长ZnO薄膜.生长出的薄膜对可见光具有高于90%的透射率,该薄膜具有良好的C轴取向.利用X射线衍射(XRD)的测试结果,分析了溅射工艺条件如衬底温度、氩氧比和溅射气压等对薄膜性能的影响,得到最佳的生长工艺条件为:衬底温度300 ℃,溅射气压1 Pa,氩氧比为25 sccm∶15 sccm.在此条件下生长的ZnO薄膜具有良好的C轴择优取向,并且薄膜的结晶性能良好.采用这种方法制备的ZnO薄膜适合用于制备平板显示器的透明薄膜晶体管和太阳电池的透明导电电极.     

射频磁控溅射制备钛酸锶钡薄膜的研究进展

综述了射频磁控溅射制备钛酸锶钡(BST)薄膜的国内外研究动态,详细阐述了溅射工艺参数(电极、溅射气压、氧分压、温度)对BST薄膜微结构和电性能的影响,提出了射频磁控溅射制备BST薄膜中亟待解决的问题。     

AZO透明导电薄膜的制备

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,并借助XRD、SEM等表征方法,研究了溅射功率和衬底温度对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。结果表明,制备薄膜的最佳溅射功率和衬底温度分别为180 W、200℃,在此条件下制备的AZO薄膜具有明显的c轴(002)择优取向,其最低方块电阻为18/□,在可见光范围内的平均透光率超过91%,且透明导电性能优于目前平板显示器的要求,有望取代现在市场上的主流氧化铟锡(ITO)薄膜。     

适用于FBAR的ZnO薄膜制备及压电特性分析

采用射频磁控溅射法在Al电极层上制备了适用于 薄膜体声波谐振器(FBAR)的ZnO薄膜, 研究了溅射功率对ZnO薄膜择优取向、压电响应和极化分布的影响。X射线衍射(XRD)测试结 果 表明,在一定范围内,随着溅射功率的增大,ZnO薄膜的择优取向和结晶质量得到提高;但 溅射功率过大,ZnO薄膜的择优取向变差。压电响应力显微镜(PFM)测量表明,溅射功率对薄 膜的压电性能和极化取向也有很大影响, 在所制备的薄膜中,多数晶粒的自发极化方向均垂直向上,表明所制备ZnO薄膜的表面主要 为O 截止;压电响应的振幅与薄膜的结晶质量和择优取向相关,在溅射功率为150W条件下制备的ZnO 在垂直于表面方向上表现出最大压电响应振幅,同时薄膜极化取向分布的一致性最好。     

RF磁控溅射功率对ZnO:Al薄膜结构和性能的影响

采用RF磁控溅射技术以ZnO:Al2O3(2 wt%Al2O3)为靶材在石英玻璃衬底上制备多晶ZnO:Al(AZO)薄膜,通过XRD、AFM、AES以及Hall效应、透射光谱、折射率等手段研究了RF溅射功率(50～300 W)对薄膜的组织结构和电学,光学性能的影响.分析表明:所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,并且通过对不同功率下薄膜载流子浓度与迁移率的研究发现对于室温下沉积的AZO薄膜,晶粒间界中的O原子吸附是影响薄膜电学性能的主要因素.同时发现当功率为250 W时薄膜的电阻率降至最低(3.995×10-3 Ω·cm),可见光区平均透射率为91%.     

掺铝ZnO透明导电薄膜的制备及光电性能研究

采用RF磁控溅射法制备了掺铝ZnO(AZO)透明导电薄膜,用X射线衍射仪、分光光度计和四探针仪等,研究了沉积温度对薄膜晶体结构和光电性能的影响。结果表明,AZO薄膜为六方纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)择优取向。沉积温度对薄膜的择优取向程度、晶粒尺寸、透射率和导电性能等具有明显的影响。当沉积温度为400℃时,AZO薄膜最大晶粒尺寸为37.21nm、可见光范围平均透射率为85.5%、优良指数为1.30×10-2?-1。     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底E制备了多晶ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响.分析表明:在最优条件下(溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时),180nm AZO薄膜的电阻率为2.68×10-3 Ω·cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极.所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒问界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

掺锆氧化锌透明导电薄膜的制备及特性研究

利用射频磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上成功地制备出了掺锆氧化锌(ZnO:Zr)透明导电薄膜.研究了溅射功率对ZnO:Zr薄膜结构、形貌和光电性能的影响.研究结果表明,溅射功率对ZnO:Zr薄膜的结构和电阻率有显著影响.X射线衍射(XRD)表明,ZnO:Zr薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向.在溅射功率为150 W时,实验获得的ZnO:Zr薄膜电阻率具有最小值3.8×10-3Ω·cm.实验制备的ZnO:Zr薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过92%.ZnO:Zr薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.     

氧分压对纳米ZnO薄膜光致发光特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪及荧光分光光度计研究了氧分压变化对ZnO薄膜的微观结构及光致发光特性的影响.结果表明,当工作气压恒定时,合适的氧分压能够提高ZnO薄膜的结晶质量.对样品进行光致发光测量时,所制备ZnO薄膜样品在400 mm左右出现较强紫光发射,在446 nm出现蓝光发射,经分析认为紫光发射来源于激子复合,而446 nm左右的蓝光发射来源于ZnO薄膜内部的Znj缺陷.     

射频溅射法生长ZnO薄膜的参数研究

以ZnO陶瓷为溅射靶材,通入纯氩气,使用射频溅射法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了气体压强、基片温度、溅射功率等对薄膜性质的影响。通过XRD及原子力显微镜(AFM)等检测得出制备C轴(002)ZAO薄膜的最佳工艺条件为:溅射压强0.4Pa;溅射功率200W;基片温度300℃。     

退火对ZnO薄膜结构及缺陷的影响

采用射频反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了高度c轴择优取向的ZnO薄膜,采用X线衍射(XRD)、X线光电子能谱(XPS)分析方法研究了退火对ZnO薄膜结构及缺陷的影响.结果表明,随着退火温度的上升,薄膜的择优取向及取向一致性更好,晶化程度增高,晶粒尺寸变大.退火使更多的Zn间隙原子回到晶格位置,并弥补薄膜中氧的...     

ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜的制备及其特性

笔者采用射频磁控溅射工艺、以氧化锌铝陶瓷靶为靶材制备透明导电ZAO薄膜,系统研究了各工艺参数,如氧流量、工作气压、温度、射频功率和退火条件等对其结构和光电特性的影响。实验结果表明:在纯氩气中且衬底温度为300℃时制备的ZAO薄膜经热处理后电阻率降至8.7104 W·cm,可见光透过率在85%以上。X射线衍射谱表明ZAO晶粒具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长。     

衬底温度对ZnO薄膜氧缺陷的影响

采用射频磁控溅射在石英玻璃和单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜，研究了衬底温度对ZnO薄膜中氧缺陷的影响。实验发现，ZnO薄膜c轴取向性随温度的升高而增强；当衬底温度达到550。C时，XRD谱上仅出现一个强的(002)衍射峰和一个弱的(004)衍射峰，显示ZnO具有优异c轴取向性。同时，随着温度的升高，ZnO薄膜的紫外透射截止边带向高波长方向漂移，其电导率也随衬底温度的升高逐渐增大，表明薄膜中的氧缺陷逐渐增多。这种氧缺陷是由于ZnO的氧平衡分压高于Zn所致，可通过提高溅射气体中氧含量来改善。     

Recent Advances in ZnO Films Prepared by Pulsed Laser Deposition

Pulsed laser deposition （PLD） is emerging as the most rapid and efficient technique for fabricating the many compound films. ZnO thin films can be prepared under various deposition conditions by PLD. The effects of various substrate temperature, oxygen partial pressure, annealing temperature, substrate, buffer layers thickness and film thickness on micro-structural, optical and electrical properties of ZnO films grown by PLD technology are reviewed. ZnO films with special function can grow under proper conditions by PLD.     

N/Al共掺ZnO透明导电薄膜的制备及光电性能研究

采用射频磁控溅射和退火处理方法在普通玻璃基底上制备了N、Al共掺的ZnO薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、四探针电阻测试仪和紫外-可见光光谱及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,分析了溅射功率对薄膜表面形貌结构及光电性能的影响。研究结果表明:不同溅射功率下所制备的薄膜均为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构,在可见光范围内,平均透过率都超过了85%;在溅射功率为140W条件下,N、Al共掺的ZnO薄膜显示出p型导电特性。     

基片温度对基于Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7栅绝缘层的ZnO基TFT性能的影响

在不同基片温度(RT、300、400、500和600℃)下,采用射频磁控溅射法制备了ZnO薄膜和BZN薄膜.研究表明,所制备的BZN薄膜拥有非晶态结构,ZnO薄膜具有c轴择优取向,在基片温度为500℃时,获得低的漏电流(10-7 A/cm2),比RT时的漏电流(10-4 A/cm2)低三个数量级.将所制备的ZnO薄膜和BZN薄膜分别作为ZnO-TFT的有源层和栅绝缘层,研究表明,在基片温度为500℃时,提高了器件性能,所取得的亚阈值摆幅(470 mV/dec.)是RT时的亚阈值摆幅(1 271 mV/dec.)的三分之一;界面态密度(3.21×1012 cm-2)是RT时的界面态密度(1.48×1013 cm-2)的五分之一.     

Preparation and characterization of transparent conducting ZnO:W films by DC magnetron sputtering

Tungsten-doped zinc oxide（ZnO:W） films with low resistivity and high transmittance were successfully deposited on glass substrates by direct current magnetron sputtering at low temperature.The deposition pressure is varied from 12 to 21 Pa.The X-ray diffraction results show that all of the deposited films are polycrystalline and have a hexagonal structure with a preferred c-axis orientation.The crystallinity,morphologies and resistivity of ZnO:W films greatly depend on deposition pressure while the optical properties including optical transmittance, optical band gap as well as refractive index are not sensitive to deposition pressure.The deposited films with an electrical resistivity as low as 1.5×10^-4Ω·cm,sheet resistance of 6.8Ω/□and an average transmittance of 91.3% in the visible range were obtained at a deposition pressure of 21 Pa and sputtering power of 130 W.