Ar气压对射频磁控溅射铝掺杂ZnO薄膜特性的影响

在Corning 1737玻璃衬底上射频磁控溅射沉积了铝掺杂ZnO薄膜(ZnO∶Al).薄膜沉积在衬底温度250℃、溅射功率100W和纯氩气氛中进行.通过在0.2～3.2Pa范围改变溅射氩气氛压力pAr,研究了不同pAr对样品的晶体结构、电学特性、光学特性和表观形貌的影响.利用X射线衍射(XRD)、透射和反射谱测量、扫描电子显微镜(SEM),发现不同pAr下ZnO∶Al薄膜都具有垂直于衬底C轴择优取向.在可见光谱范围,pAr对透过率的影响非常小,薄膜的平均透过率大于83%,但红外透过率与薄膜的电阻率成正比.在较低的溅射气压下(pAr=0.2Pa)获得的薄膜电阻率最小,对应有大的光学带隙(3.61eV).随着pAr的降低,晶粒尺寸增大.pAr对ZnO∶Al薄膜的表观形貌有显著的影响.  

掺氮ZnO薄膜的光电特性及其薄膜晶体管研究

Using NH3 as nitrogen source gas, N-doped ZnO （ZnO：N） thin films in c-axis orientation were deposited on glass substrates by radio frequency magnetron sputtering at room temperature. The ZnO：N thin films display significant increase of resistivity and decrease of photoluminescence intensity. As-grown ZnO：N material was used as active channel layer and Si3N4 was used as gate insulator to fabricate thin-film transistor. The fabricated devices on glasses demonstrate typical field effect transistor characteristics.  

直流磁控溅射法制备ZnO:W透明导电薄膜及其性能表征

利用直流磁控溅射法成功地在室温玻璃衬底上制备出了电阻率低、透光率高的掺钨氧化锌（ZnO:W）透明导电薄膜。沉积压强在12-21 Pa之间变化。X射线衍射结果表明实验制备的ZnO:W为六方纤锌矿结构的多晶薄膜，具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。沉积压强对ZnO:W薄膜的晶化程度、形貌和电阻率有很大影响，而对其透光率和光学带隙及折射率影响不大。当沉积压强为21 Pa，溅射功率为130 W时，所制备薄膜的电阻率达到最小值1.5×10-4 Ω·cm，其方块电阻、可见光透过率分别为6.8 Ω/□和91.3%。  

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。  

B掺杂ZnO纳米薄膜的结构和光学特性研究

采用脉冲磁控溅射法制备了B掺杂ZnO(ZnO:B)纳米薄膜,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计分别研究了薄膜的结构和光学特性。结果表明:ZnO:B为多晶纳米薄膜,具有六方钎锌矿结构,且薄膜沿着c轴取向择优生长;在可见光和近红外光谱区的透光性能良好,其中在可见光区的平均透光率大于84%,而在近红外区的透光率随着波长增加而逐渐降低至45%。运用逐点无约束最优化法分析计算了薄膜的光学常数,在可见光区,ZnO:B纳米薄膜的光学常数随波长的变化很小且数值基本恒定,折射率约为2.0,而在紫外区,光学常数随波长的变化显著。  

薄膜厚度对ZnO：Zr透明导电薄膜光电性能的影响

利用射频磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的ZnO:Zr透明导电薄膜.讨论了厚度对ZnO:Zr透明导电薄膜光学、电学性能的影响.当薄膜厚度为213 nm时,薄膜电阻率达到最小值1.81×10-3 Ω·cm.所制备的薄膜样品都具有高透光率,其可见光区平均透过率超过了93.0%.当薄膜厚度从125 nm增加到350 nm时,薄膜的光学带隙从3.58 eV减小到3.50 eV.  

直流磁控溅射ITO薄膜的正交试验分析

利用直流磁控溅射系统制备ITO薄膜,采用正交试验表格L32(48)安排试验.测试了薄膜的方阻和透过率,分析了8个工艺参数对薄膜电光特性的影响,其中沉积气压、氩氧流量比和退火温度的影响最大.分析得到优化工艺参数为:沉积气压2×133.322 4 mPa、氩氧流量比16∶0.5、退火温度427 ℃、靶基间距15、退火时间1 h、溅射功率300 W、退火氛围为真空、沉积温度227 ℃.在此工艺参数下制备的ITO薄膜方阻为17 Ω/□,电阻率为1.87×10-4Ω·cm,在可见光区域平均透过率为85.13%.  

氧氩流量比对RF溅射ZnO:Mg薄膜结构及光学性能的影响

利用射频(RF)磁控溅射技术,采用单质Zn靶和 MgO陶瓷靶共溅射,在O₂和Ar气的混合气氛下制备了Mg掺杂ZnO(ZnO:Mg)薄膜,并通过改变O₂和Ar的流量比O ₂/Ar,研究了 对ZnO:Mg薄膜的物相结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明,室 温下O₂/Ar在1∶1～3∶1 范围内制备的薄膜均为单相的ZnO(002)薄膜,薄膜具有三维(3D)的结核生长模式；沉积的 ZnO:Mg薄膜在 N₂氛下200℃退火处理后,O₂/Ar为3∶1制备的薄膜在380～1200nm光谱范围内具有较高的透过率,可见光区平 均透过率约为85%、最大透过率达90%；薄膜的光学带隙 Eg为3.51eV,Mg掺杂对ZnO薄膜的光学带隙具有 较为明显的调制作用；采用极值包络线法计算表明,薄膜在589.3nm 处的折射率为1.963,膜厚约285nm。  

氩气压强对溅射法制备Ga掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了高质量的Ga掺杂ZnO透明导电薄膜(GZO).通过X射线衍射、原子力显微镜、四探针电导率测试仪等表征方法研究了溅射气压对薄膜结晶特性及导电性能的影响.所制备的GZO薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向.随着溅射气压的增大,薄膜方块电阻与薄膜电阻率均随之增大.最小方块电阻可达17.6 Ω/□,最小薄膜电阻率为7.3×10~(-4) Ω·cm.另外,GZO薄膜在可见光范围内的透过率达到了90%以上.  

磁控溅射制备Ga2O3/ITO深紫外透明导电膜的光电性能

采用磁控溅射方法在石英玻璃基底上制备了Ga2O3/ITO膜，用紫外-可见分光光度计、四探针测试仪对ITO膜和 Ga2O3/ITO膜的光学透过率和面电阻进行了表征，详细研究了ITO层和Ga2O3层的厚度对Ga2O3/ITO双层膜光电性能的影响。研究表明，Ga2O3(50nm) /ITO(23nm)膜在280nm处的深紫外光学透过率高达77.6%，面电阻为323Ω/sq；ITO层控制Ga2O3/ITO膜的面电阻，影响Ga2O3/ITO膜的紫外透过率；Ga2O3层厚度调控Ga2O3/ITO膜的紫外区域的光谱形状。