低温磁控溅射ZAO薄膜工艺及性能研究

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氧化锌(ZnO)是一种具有六方纤锌矿晶体结构的宽禁带Ⅱ-Ⅵ族半导体材料。Al掺杂的ZnO称为ZAO。ZAO薄膜具有优良的光电特性,原材料来源丰富,成本低廉,无毒,化学稳定性和热稳定性好等优点。因此,ZAO薄膜的制备近年来成为光电特性薄膜的研究重点。本文通过低温直流反应磁控溅射法,在80℃的玻璃基片上制备了ZAO薄膜并对其进行真空退火处理,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、分光光度计、四探针测试仪等分析检测方法,对薄膜进行测试分析,探索了低温磁控溅射ZAO薄膜制备工艺。实验结果表明,经过原位沉积和退火处理的试样均有明显的c轴择优取向和良好的光电特性。薄膜制备工艺和真空退火工艺的最佳参数为:靶基距6cm,溅射时间30min,氧气分压12%,溅射功率60W;退火温度500℃,退火时间1.5小时。用最佳工艺参数制备的ZAO薄膜,在380nm波长附近处的最高透过率为90%,最低电阻率为2.52×10-3Ω·cm;经过最佳真空退火工艺处理的ZAO薄膜,在380nm波长附近处的最高透过率为92%,最低电阻率为5.63×10-4Ω·cm。
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