溅射功率对镓掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响

本文利用射频磁控溅射的方法首次制备了厚度小于200 nm的低电阻率高透过率的镓掺杂ZnO(GZO)薄膜.研究了溅射功率的改变对GZO薄膜光电性能的影响.利用扫描电镜对薄膜的微观结构进行了观察,利用四探针测试仪、紫外-可见分光光度计对GZO薄膜的光电性能进行了测试.实验结果表明:薄膜电阻率随溅射功率增大而迅速下降,从46...     

直流磁控溅射法制备掺钛氧化锌透明导电薄膜

采用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出高质量的掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜,研究了溅射功率对ZnO:Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响,结果表明,溅射功率对ZnO:Ti薄膜的结构和电阻率有显著影响.XRD表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.当溅射功率为130W时,实验制备的ZnO:Ti薄膜的电阻率具有最小值9.67×10~(-5)Ω·cm.实验制备的ZnO:Ti薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过91%.ZnO:Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.     

Zn0.9Mg0.1O:Ti透明导电薄膜的制备及研究

采用磁控溅射法在不同的溅射压强下制备了ZnMgO∶Ti透明导电薄膜.着重研究了溅射压强对ZnMgO∶ Ti薄膜的晶体结构、电学和光学性能的影响.结果表明:当溅射功率为80W时,电阻率随着溅射压强的增加先减小后增加,在12 Pa时达到最小值1.9× 10-3 Ω·cm.薄膜结晶程度、晶粒的均匀性及致密性对电阻率有较大影响.所有条件下制备的薄膜在400～900nm范围内的透射率均超过90％.相对于6Pa下沉积的薄膜,在9Pa和12 Pa下沉积薄膜的光学吸收边界出现“蓝移”现象.用ZnMgO∶Ti透明导电薄膜作透明电极有可能提高太阳能电池的效率.     

直流磁控溅射功率对溅射生长GZO薄膜光电性能的影响

本文采用直流磁控溅射沉积系统在玻璃基底上沉积镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,将溅射功率从120W调整到240W,步长为30W,研究功率变化对GZO薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能和电学性能的影响。结果表明,溅射功率对GZO薄膜电阻率有显著的影响。溅射功率为210W时薄膜呈现最低电阻率为3.31×10~(-4)Ω·cm,可见光波段平均光学透光率接近84%。随着溅射功率的增加,薄膜表面形貌和生长形态发生较大变化,并直接得到具有一定凸凹不平的微结构,GZO薄膜的致密性先增加后降低。     

磁控溅射法制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜的工艺研究

采用磁控溅射在硅晶基体上制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜,研究了溅射功率对溅射(沉积)速率和微观形貌的影响规律:随着溅射功率由80W增大到150W,薄膜的沉积速率增大;薄膜却由整齐均匀分布的小颗粒状向片状结构变化,分布也不均匀,晶粒明显长大.由此确定最佳溅射功率为120 W,薄膜的微观形貌最理想,溅射(沉积)速率也很快.     

氩气压强对直流磁控溅射法制备ZnO:Nb透明导电薄膜性质的影响

室温下,利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了铌掺杂氧化锌(NZO)薄膜,研究了溅射压强(2～12 Pa)对薄膜结构、残余应力、表面形貌及其光电性能的影响.X射线衍射测量结果表明,所有样品都具有c轴择优取向的六角纤锌矿多晶结构,薄膜应力随压强的增大而减小.扫描电镜表明,随着溅射压强的增大,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密.当溅射压强为10 Pa时,制备的ZnO∶Nb薄膜的最低电阻率可达3.52× 10-4 Ω·cm,残余应力为-0.37 GPa.压强由2Pa增大到12 Pa时,光学带隙由3.29eV增大到3.43 eV.紫外-可见透射光谱表明,所有薄膜在可见光范围内平均透过率均超过87％.     

磁控溅射法制备低电阻率Ta薄膜研究

在无匹配层、常温、溅射气体为纯Ar的条件下,利用直流磁控溅射法在Si表面制备了Ta薄膜,系统研究了工作气压及直流功率对薄膜电阻率及微观结构的影响。分别用四探针测试仪、X射线衍射仪、原子力显微镜对不同条件下制备的Ta薄膜电阻率、相结构及表面形貌进行表征。结果发现,随溅射气压升高,高阻β相出现,薄膜电阻率随之增大;在相同溅射气压下,随着溅射功率的增加,薄膜电阻率先降低后升高。优化溅射工艺后制得的Ta薄膜的电阻率低至29.7μΩ·cm。     

溅射功率对AZO／Cu／AZO多层薄膜结构与光电性能的影响

在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备AZO／Cu／AZO多层薄膜,研究了溅射功率对AZO薄膜的微观结构和光电性能的影响。采用X射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见光谱仪（UVVis）等方法,对AZO薄膜的形貌结构、光电学性能进行了测试。结果表明：不同溅射功率下沉积的AZO薄膜均呈C轴择优取向,溅射功率对AZO／cu／AZO多层薄膜结构与光电性能有一定的影响。在溅射功率为120W、衬底温度为2500C、溅射气压为0．5Pa时薄膜的光透过率为75％,最低电阻率为2．2×10-4Ω·cm、结晶质量、表面形貌等得到明显改善。     

溅射功率对CdZnTe薄膜成分和结构的影响

采用Cd0.9Zn0.1Te晶体作为溅射靶在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备出CdZnTe薄膜,研究了溅射功率对CdZnTe薄膜的成分、结构特性的影响。制备的CdZnTe薄膜是具有闪锌矿结构的多晶薄膜,沿（111）择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜沉积速率增大,薄膜结晶质量提高。采用晶体靶Cd0.9Zn0.1Te溅射CdZnTe薄膜时,无论是在何种功率下CdZnTe薄膜中的Cd原子成分均高于Te原子成分,Cd原子表现为择优溅射原子。     

溅射功率对TaN薄膜电阻电性能的影响

本文利用直流反应磁控溅射技术,通过调节溅射功率于200℃、3％的氮分压条件在Al2O3基片上沉积了一系列TaN薄膜,并使用光刻工艺制备出相应的TaN薄膜电阻,研究了溅射功率对TaN薄膜电阻率、电阻温度系数（TCR）和功率容量的影响。实验结果表明：当溅射功率从200W增大到1000W,TaN薄膜电阻率逐渐减小,TCR绝对值从几百ppm／℃降为几十ppm／℃,功率容量呈现逐渐增大趋势。     

溅射工作气压对Fe/Si_3N_4多层膜微波磁性的影响

在不同的溅射气压下,采用连续磁控溅射制备了Fe/Si3N4多层膜,探讨了溅射气压对多层膜微波磁性的影响。研究发现,溅射气压影响着多层膜的沉积速率和微结构,在溅射铁子层时,Ar气流量控制在300sccm~400sccm下,在溅射氮化硅子层时,氩气与氮气的流量控制在2∶1,总流量控制在320sccm时制备得到的多层膜具有最好的磁性能。     

GZO/Ag/GZO多层薄膜制备、结构与光电特性的研究

采用射频磁控溅射和离子束溅射联合设备在玻璃衬底上制备出了具有良好附着性、低电阻率和高透过率的GZO/Ag/GZO(ZnO掺杂Ga_2O_3简称GZO)多层薄膜.X射线衍射谱表明GZO/Ag/GZO多层薄膜是多晶膜,GZO层具有ZnO的六角纤锌矿结构,最佳取向为(002)方向;Ag层是立方结构,具有(111)取向.在GZO层厚度一定的情况下,研究了Ag层厚度的变化对多层膜结构以及光电特性的影响.研究发现,当Ag层厚度为10nm时,3层膜的电阻率为9×10~(-5)Ω·cm,在可见光范围内平均透过率达到89.7%,薄膜对应的品质因子数值为3.4×10~(-2)Ω~(-1).     

溅射沉积CuO薄膜的光学和电学特性

以金属铜为靶材,氧气为反应气体,保持200℃的基底温度不变,通过调节氧氩比(OFR)和反应压强,利用直流反应磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了一系列氧化铜薄膜。利用能谱对薄膜材料的元素含量进行测量和分析,结果显示:OFR=1∶1和2∶1时,铜元素和氧元素的含量比约在0.90~0.97的范围内变动。用四探针测试仪对薄膜的电阻率进行测量,用分光光度计测量薄膜的透过率,并用外推法推导出氧化铜薄膜的禁带宽度。利用霍尔效应测试仪对薄膜的电学参数进行测量和分析。     

直流反应磁控溅射法制备太阳电池用ITO透明导电膜

采用直流反应磁控溅射法制备了ITO透明导电薄膜,针对氧流量、溅射气压、溅射电流3种工艺参数对ITO薄膜电阻率和可见光区透射率的影响进行了分析和研究。结果表明:从ITO薄膜作为太阳电池用减反射层和电极出发,得到了工艺参数的优化值,分别为氧流量0.2 ml/min(标准状态),溅射气压3 Pa和溅射电流0.2 A,ITO薄膜的电阻率为3.7×10-3Ω.cm,透过率(550 nm)高达93.3%。另外,利用该优化工艺条件下制备的ITO薄膜作为电极和减反射层,制备了结构为ITO/n+-nc-Si∶H/-i nc-Si:H/p-c-Si/Ag的太阳能电池,电池开路电压Voc达到534.7mV,短路电流Isc达到49.24mA(3 cm2),填充因子为0.4228。     

室温下射频磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜及其性能研究

采用射频磁控溅射技术,在室温下,以ZnO:Al2O3(2%Al2O3(质量比))为靶材,在石英玻璃基底上,采用不同工艺条件制备了ZnO:Al(AZO)薄膜。使用扫描电子显微镜观察了薄膜的表面形貌,X射线衍射分析了薄膜的结构,四探针测量仪得到薄膜的表面电阻,轮廓仪测量了薄膜厚度,并计算了电阻率,最后采用分光光度计测量了薄膜的透过率;研究了溅射功率、溅射气压与薄膜厚度对薄膜电阻率及透过率的影响。结果表明:所制备的AZO薄膜具有(002)择优取向,并且发现薄膜厚度对薄膜的光电性能有明显影响,溅射气压和溅射功率对薄膜电学性能有较大影响,但是对薄膜透过率影响不大。当功率为1kW、溅射气压0.052Pa、AZO薄膜厚度为250nm时,其电阻率为8.38×10-4Ω·cm,波长在550nm处透过率为89%,接近基底的本底透过率92%。当薄膜厚度为1125 nm时薄膜的电阻率降至最低(6.16×10-4Ω·cm)。     

The effect of argon pressure, residual oxygen and exposure to air on the electrical and microstructural properties of sputtered chromium thin films

Chromium thin films were deposited on SiO₂/Si wafers using two sputtering systems with different levels of cleanliness, and at argon sputtering pressures varying between 0.13 and 0.93 Pa. Films from the two systems grown under identical sputtering conditions had significantly different resistivity values that are shown to be due to differences in residual oxygen in the chambers. Electrical transport measurements were conducted on the series of grown films to investigate the influence of argon pressure on film electrical resistivity. The films morphology, microstructure and composition were characterized using scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. Significant differences were found in Cr thin films sputtered at different sputtering pressures; differences in resistivity performance and microstructure were noted. This change was shown to be due to the transition from porous structure to a denser microstructure. The Cr films sputtered at high pressure contained large quantities of oxygen when exposed to air. Some of the oxygen is added to the film during the deposition depending on the deposition rate and the base pressure of the sputtering system. The rest is incorporated into the film once it is exposed to air. The amount of oxygen added at this stage depends on the structure of the film and would be minimal for the films deposited at low sputtering pressures.     

High density plasma treatment of polyimide substrate to improve structural and electrical properties of Ga-doped ZnO films

We investigated the effects of a high density O₂ plasma treatment on the structural and electrical properties of sputter-deposited GZO films. The GZO films were deposited on polyimide substrate without substrate heating by RF magnetron sputtering from a ZnO target mixed with 5 wt.% Ga₂O₃. Prior to the GZO film growth, we treated a polyimide substrate with highly dense inductively coupled oxygen plasma. The optical transmittance of the GZO film, about 80%, was maintained regardless of the plasma pre-treatment. However, the resistivity of the film was strongly influenced by the plasma pre-treatment. The resistivity of the GZO film decreased from 1.02 × 10^− 2 Ω cm without an O₂ plasma pre-treatment to 1.89 × 10^− 3 Ω cm with an O₂ plasma pre-treatment.     

中频磁控溅射技术制备Co-Ni合金薄膜

由于电镀硬铬对环境有一定的污染,因而选择合适的制备方式和合适的替代硬铬的材料具有一定的实际意义。本文选用Co-Ni作为硬铬的替代材料,并采用中频磁控溅射的方式在铜基底上制备Co-Ni合金薄膜,重点研究了溅射功率与Co-Ni合金薄膜的沉积速率、成分的关系,结果表明沉积速率随溅射功率的增加而增加;溅射功率在0.8~1.1 kW之间时,薄膜成分与靶材成分基本一致;并把1.1 kW时制备的Co-Ni合金薄膜的电极化腐蚀性能与电镀Cr薄膜、离子镀Cr薄膜相比较,结果表明Co-Ni合金的腐蚀电位可达到-0.245 V,具有较强的耐腐蚀性。