不同溅射时间下AIN缓冲层对ZnO薄膜的影响

实验采用射频磁控溅射技术,制备了不同溅射时间下AIN缓冲层的ZnO薄膜,研究了薄膜的结构、形貌及电学性能.结果表明,不同溅射时间下AIN缓冲层ZnO薄膜的生长依然是(002)择优取向,而且当缓冲层溅射时间为60min时,ZnO薄膜的结构和电学性能最好.     

同质缓冲层温度对ZnO薄膜质量的影响

ZnO是一种宽禁带半导体,由于其优良的物理和化学性能得到越来越多的青睐,并成为了光电器件的首选材料。本文采用射频磁控溅射技术在石英衬底上溅射ZnO同质缓冲层,之后再生长ZnO薄膜。缓冲层温度分别为373、473、573和673 K,生长温度为773 K。X射线衍射结果表明ZnO薄膜为六方结构,并且是（002）择优取向。综合吸收光谱和和光致发光谱,缓冲层温度为673 K时制备的薄膜的结晶质量最好。     

氧化铝缓冲层对ZnO薄膜性质的影响

采用反应磁控溅射的方法在石英衬底上制备了一层AI2O3薄膜,并将其作为后续ZnO薄膜生长的缓冲层.然后,采用反应磁控溅射的方法在AI2O3缓冲层上制备了ZnO薄膜.对比研究了引入Al2O3缓冲层前后,ZnO薄膜的结构和光学特性.通过引入Al2O3缓冲层,发现ZnO薄膜样品的(002)方向X射线衍射峰的半峰宽(FWHM)明显减小,光致发光谱中与缺陷相关的可见发光峰强度明显减弱,吸收光谱中的吸收边变得更加陡峭.这些结果表明引入Al2Q3缓冲层后,ZnO薄膜的结构和光学特性得到了很大改善,为制备高质量ZnO薄膜提供了参考.     

利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜

采用射频反应磁控溅射技术，利用低温低功率下生长的氮化铝（AlN）作为缓冲层，在铟锡复合氧化物（ITO）玻璃衬底上制备出具有良好c轴择优取向的多晶AlN薄膜.采用X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）研究了缓冲层对薄膜结晶特性和表面形貌的影响.结果表明，该缓冲层在提高AlN薄膜结晶质量的同时，薄膜的表面粗糙度由19.1 nm减小到2.5 nm，使薄膜表面更为平滑、致密.剖面扫描电子显微镜（SEM）照片显示AlN晶粒呈高度一致的柱状生长体制.通过分析样品的透射光谱，计算得到AlN薄膜的折射率和消光系数分别为2.018 7和0.007 7.     

射频磁控溅射制备ZnO光波导薄膜

采用射频磁控溅射技术在石英玻璃上制备出了具有高度c轴择优取向的ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、背散射分析(RBS)、棱镜耦合等技术对其结构、光波导性质进行研究,结果表明减小溅射压强有利于提高薄膜的结晶质量,增强薄膜的c轴择优取向。溅射压强越小,薄膜越厚,薄膜的有效折射率越接近晶体材料的折射率。     

缓冲层对外延生长GaN薄膜性能的影响

用分子束气相外延生长(MBE)法,通过改变缓冲层AIN的生长时间沉积GaN薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱仪(Raman Spectroscropy),测试GaN薄膜的应力、平整度、粗糙度、晶体质量.研究了不同生长时间的缓冲层对GaN薄膜性能的影响,结果发现:生长30...     

沉积温度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用RF磁控溅射法，在单晶硅衬底上生长出高质量的（002）晶面取向的ZnO薄膜．利用X射线衍射分析（XRD）、原子力显微镜（AFM）、光栅光谱仪等技术研究了沉积温度对ZnO薄膜的结构、应力状态、表面形貌和发光性能的影响．研究结果表明，在射频功率为100W时所制备的ZnO薄膜当沉积温度为500℃时能获得最佳的c轴取向和最小半高宽，此时ZnO薄膜具有较小的压应力和较好的紫外发光性．     

衬底及压强对磁控溅射ZnO薄膜表面形貌的影响

在压强为0.5Pa和0.7Pa的情况下,采用磁控溅射法分别在Si及石英玻璃衬底上生长ZnO薄膜。利用原子力显微镜对ZnO薄膜的表面形貌进行观察,研究了压强及衬底对薄膜表面形貌的影响。研究表明:在Si衬底上生长的ZnO薄膜,压强为0.7Pa时比压强为0.5Pa时表面粗糙度要大;在相同溅射气压(0.7Pa)下,Si衬底上得到的ZnO薄膜质量明显优于石英玻璃衬底上的。     

Er／Yb／Al掺杂ZnO薄膜的结构与形貌研究

采用射频磁控溅射技术在室温下Si衬底上制备了ZnO薄膜和Er／Yb／Al掺杂的ZnO薄膜。通过对XRD的结构分析表明：未掺杂ZnO薄膜沿c取向性生长,掺杂ZnO薄膜偏离了正常生长,变为（102）取向性生长的纳米多晶结构;Er／Yb／Al掺杂的ZnO薄膜的晶粒尺寸随着Er元素含量的增多而减小。经AFM对其形貌分析表明：Er^3＋、Yb^3＋、Al^3＋的掺入引起了ZnO薄膜晶格场变化,使薄膜表面粗糙度变大。     

射频磁控溅射AlN薄膜的场发射性能研究

氮化铝(Al N)是一种宽禁带深紫外半导体材料,其良好的性能可作为紫外固态光源。采用射频磁控溅射法,在p型Si(100)衬底上制备了Al N薄膜。通过X射线衍射分析(XRD)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)、场发射测试对制备的Al N薄膜进行了测试分析,针对薄膜生长特性对光吸收的影响及其场发射性能进行了研究。结果显示:在Si衬底上成功的制备了高度(002)取向的Al N薄膜,薄膜在230~250nm间有强紫外吸收,阈值电场为6.39V/μm。场发射测试结果表明,磁控溅射法制备的Al N薄膜具备良好的场发射性。     

离轴倾角磁控溅射生长氧化锌薄膜及其物性研究

宽禁带半导体ZnO具有高激子束缚能(60MeV)、低生长温度和低成本等诸多优势,是一种理想的紫外光电材料.作为光电器件的核心部分,薄膜质量是影响器件性能和表现的关键.因此,高质量ZnO薄膜的制备具有重要研究意义.相比于分子束外延和金属有机化学气相沉积等薄膜生长方法,磁控溅射技术具有明显的成本优势,并且适于大尺寸薄膜的生长,是薄膜生长工业中利用率最高的一种技术手段.采用新型共溅射磁控溅射系统,以离轴倾角溅射方式在硅基片上沉积一系列ZnO薄膜,探究了溅射功率和生长气氛等主要工艺参数对ZnO薄膜的形貌、结构和发光等物性的影响.     

氮气流量对反应磁控溅射制备TiNx薄膜的影响

采用直流磁控溅射法,在S i基底上制备TiNx薄膜。研究了溅射沉积过程中氮气流量对TiNx薄膜生长及性能的影响。研究发现:在其它工艺参数不变的情况下,改变N2流量,薄膜的主要成分是(110)择优取向的四方相Ti2N。随着N2流量的增加,薄膜的厚度逐渐增加,薄膜粗糙度、颗粒尺寸和电阻率     

硼碳氮薄膜的内应力研究

采用射频磁控溅射技术制备出硼碳氮(BCN)薄膜。傅里叶红外吸收光谱(FTIR)测量发现样品的组成原子之间实现了原子级化合,扫描电子显微镜(SEM)测量发现样品与衬底间存在较大的内应力。样品剥落后,应力的消除使红外吸收峰向低波数移动。实验还发现,对新制备的硼碳氮薄膜进行600℃热处理能有效释放薄膜中的压应力。     

衬底温度对ZnO薄膜结构和光学特性的影响

采用射频磁控溅射的方法在不同温度下Si(111)衬底上制备出了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM),光致发光(PL)谱等分析手段研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构及发光特性的影响.通过XRD和AFM分析发现随着衬底温度的升高,制备样品的X射线衍射半高宽(FWHM)减小,晶粒尺寸增大,在300 ℃时晶粒尺寸达到最大,但随温度的进一步升高(至400 ℃)晶粒尺寸减小,缺陷增多.薄膜样品PL谱均在520nm处出现绿光发射峰,本文认为这是由于氧空位(V_O)和氧替位(O_(Zn))共同作用的结果,绿光发射峰强度与其结晶质量密切相关,结晶质量越好,杂质和缺陷态就越少,发光峰越弱.     

Optical characterization of ZnO thin films deposited by RF magnetron sputtering method

This study investigated the process parameter effects on the structural and optical properties of ZnO thin film using radio frequency (RF) magnetron sputtering on amorphous glass substrates. The process parameters included RF power and working pressure. Results show that RF power was increased to promote the crystalline quality and decrease ZnO thin film defects. However, when the working pressure was increased to 3 Pa the ZnO thin film crystalline quality became worse. At a 200 W RF power and 1 Pa working pressure, the ZnO thin film with an optical band gap energy of 3.225 eV was obtained. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50772006, 10432050)     

直流溅射ZnO导电靶制备ZnO:Al透明导电薄膜

利用直流(DC)磁控溅射导电率良好的ZnO:Al陶瓷制备ZnO:Al透明导电薄膜。在不同的温度下对靶的溅射得到的薄膜进行X-ray、AFM、霍尔系数的测量等的分析,研究了溅射温度对膜的薄膜结构电学和光学性能的影响。制得的薄膜均为(002)面的单一择优取向,且当温度为300℃时,有最低的电阻率为6.33×10-4Ωcm。薄膜在可见光部分的透射率都在80%以上。